Wie können wir die Klimageschichte Ostkanadas besser verstehen?

CAU-Studie liefert neue Einblicke in die geologische Vergangenheit des Labrador-Schelfs vor der Ostküste Kanadas

Der Labrador-Schelf ist ein flaches Meeresgebiet am Rand der Labradorsee im Nordatlantik, das sich vor der Ostküste Kanadas erstreckt. Während der letzten Eiszeit lag über dieser Region der Laurentidische Eisschild, einer der größten Eispanzer der Erdgeschichte, der einst weite Teile Nordamerikas bedeckte. Bisher gingen Fachleute davon aus, dass die letzten Eisbewegungen am Ende des Wisconsinan – der jüngsten nordamerikanischen Kaltzeit vor etwa 22.000 Jahren – die sedimentären Ablagerungen auf dem Schelf überprägt und ältere Schichten größtenteils erodiert hätten. Eine neue Studie unter Leitung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), die kürzlich im Journal of Quaternary Science erschienen ist, revidiert diese Annahme nun. Mithilfe hochauflösender Seismik-Daten konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler acht unterschiedliche quartäre Sedimentablagerungen identifizieren. Erstmals ließen sich darin auch glaziomarine und interglaziale Sedimente zwischen den glazialen Ablagerungen nachweisen – ein direkter Beleg dafür, dass nicht nur die letzte, sondern auch frühere Kalt- und Warmzeiten im Untergrund des Labrador-Schelfs erhalten geblieben sind. 

„Unsere Erkenntnisse zeigen eindeutig, dass bis heute Ablagerungen aus früheren Kalt- und Warmzeiten in den Sedimenten des Labrador-Schelfs bewahrt wurden. Der Meeresboden des Schelfs ist, anders als bisher angenommen, ein bemerkenswert gut erhaltenes Archiv der Klima- und Eiszeitgeschichte“, erklärt Erstautor Dr. Kai-Frederik Lenz, der in der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Sebastian Krastel am Institut für Geowissenschaften der CAU zu diesem Thema promoviert hatte.

Hochauflösende Seismik bringt Licht in die Gesteinsschichten

 Für die Studie werteten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hochauflösende 2D-seismische Reflexionsdaten aus, die während der Expedition MSM84 mit dem deutschen Forschungsschiff Maria S. Merian erhoben wurden. Diese akustischen Messungen machen Schichtgrenzen im Untergrund sichtbar. Untersucht wurden drei große, quer über den Schelf verlaufende Tröge, die einst als vollständig durch den letzten Eisvorstoß ausgeräumt galten. Anhand der Daten ließen sich jetzt acht verschiedene quartäre Sedimentschichten unterscheiden – das Quartär ist das jüngste Erdzeitalter der vergangenen rund 2,6 Millionen Jahre und war geprägt vom stetigen Wechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten. Erstmals konnten die Forschenden auch glaziomarine und offenmarine Ablagerungen nachweisen, die zwischen den glazialen Geschiebeschichten konserviert wurden. 

Neues geologisches Modell des Labrador-Schelfs

Dabei gelang es dem Forschungsteam, die Schichtfolgen nicht nur präziser als je zuvor abzubilden, sondern auch verschiedene Ablagerungs- und Erosionsprozesse zu identifizieren. Diese wurden zu einem zehnphasigen Modell der Entwicklung des Labrador-Schelfs vom späten Pleistozän bis heute zusammengefügt. Es umfasst mindestens zwei vollständige Glazial-Interglazial-Zyklen und macht deutlich, dass der Meeresboden des Schelfs ein gut erhaltenes Archiv der Klima- und Eiszeitgeschichte im Quartär ist. 

Ergebnisse helfen, Klimamodelle zu verbessern

Die Erkenntnisse sind mehr als ein Blick zurück: Der Labrador-Schelf liegt in einem zentralen Abschnitt der Atlantischen Meridionalen Umwälzströmung (AMOC). Dieses globale Strömungssystem transportiert warmes Oberflächenwasser vom Äquator nach Nordwesteuropa und beeinflusst dadurch maßgeblich das europäische Klima. Durch die Analyse der Sedimentablagerungen können die Forschenden nun besser nachvollziehen, wie sich Eisschilde und Ozeanströmungen in der Vergangenheit gegenseitig beeinflusst haben und welche Auswirkungen diese Wechselwirkungen auf das Klima hatten. Die Studie liefert eine wichtige Grundlage, um Klimamodelle zu verbessern, etwa solche, die auch die zukünftige Entwicklung des Grönländischen Eisschildes und mögliche Störungen der AMOC durch das schmelzende Eisschild simulieren. „Die neuen Ergebnisse tragen dazu bei, die Risiken des Klimawandels zuverlässiger einzuschätzen,“ resümiert Geowissenschaftler Lenz.

Die Forschung war eingebettet in das Projekt „Labrador Shelf Seismics at CAU“ (labsCAUs), das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Schwerpunktprogramms IODP (Project Nr. GR 4902/2-1) gefördert wurde.

Originalpublikation
Lenz, K.-F., Gross, F., Gebhardt, A. C., Lohrberg, A., Schneider, R., Kolling, H. et al. (2026) Refinement of the Quaternary seismic stratigraphy and analysis of buried glacial channels on the Labrador Shelf. Journal of Quaternary Science, 1–18. https://doi.org/10.1002/jqs.70099