1 alte Stalagmiten aus einer Höhle in Indien zeigen, dass der Monsun nicht so zuverlässig ist – ihre Ringe verraten eine Geschichte langer, tödlicher Dürren

In einer abgelegenen Höhle im Nordosten Indiens tropft seit über 1.000 Jahren an denselben Stellen langsam Regenwasser von der Decke.Mit jedem Tropfen sammeln sich die im Wasser enthaltenen Mineralien auf dem darunter liegenden Boden an und wachsen langsam zu Kalziumkarbonattürmen, den sogenannten Calciumcarbonat-Türmen Stalagmiten.

Diese Stalagmiten sind mehr als nur geologische Wunder – wie Baumringe zeichnen ihre Schichten die Niederschlagsgeschichte der Region auf.Sie warnen auch vor der Möglichkeit katastrophaler mehrjähriger Dürren in der Zukunft.

Durch die Analyse der Geochemie dieser Stalagmiten in a neue Studie veröffentlicht im Sept.Am 19. Februar 2022 konnten wir in den Proceedings of the National Academy of Sciences die bislang genaueste Chronologie des indischen Sommermonsuns im vergangenen Jahrtausend erstellen.Es dokumentiert, dass der indische Subkontinent häufig lange, schwere Dürren erlebte, wie sie in den letzten 150 Jahren nicht zuverlässig beobachtet wurden Monsunregen Messungen.

Die von uns festgestellten Dürreperioden stehen in auffallender Übereinstimmung mit historische Berichte über Dürren und Hungersnöte, Massensterblichkeitsereignisse Und geopolitische Veränderungen in der Region.

Sie zeigen, wie der Niedergang des Mogulreichs und der indischen Textilindustrie in den 1780er und 1790er Jahren mit der schwersten 30-jährigen Dürreperiode des Jahrtausends zusammenfiel.Die Schwere und Dauer der Dürre hätte zu weitreichenden Ernteausfällen und Hungersnöten geführt in schriftlichen Dokumenten besprochen zu der Zeit.

Zu einer weiteren langen Dürreperiode gehört die Hungersnot im Deccan-Gebirge von 1630–1632, eine der verheerendsten Dürren in der Geschichte Indiens.Millionen Menschen starben, weil die Ernte ausfiel.Etwa zur gleichen Zeit entstand die kunstvolle Mogulhauptstadt Fatehpur Sikri wurde aufgegeben und die Das Guge-Königreich brach zusammen in Westtibet.

Unsere Ergebnisse haben heute wichtige Auswirkungen auf die Wasserplanung in einer sich erwärmenden Welt, insbesondere für Indien, das mit seiner riesigen, vom Monsun abhängigen Landwirtschaftsindustrie auf dem richtigen Weg ist bald die bevölkerungsreichste sein Land auf dem Planeten.

Warum die Geschichte des Monsuns wichtig ist

Um die 1870er Jahre begannen Wissenschaftler, die Monsunniederschläge in Indien systematisch mit Instrumenten zu messen.Seitdem hat Indien etwa 27 regional verbreitete Dürren erlebt.Nur eines davon – 1985 bis 1987 – war eine drei Jahre dauernde Dürre oder Schlimmeres.

Die scheinbare Stabilität des indischen Monsuns in diesen Daten könnte zu der Vermutung führen, dass weder langanhaltende Dürreperioden über mehrere Jahre noch häufige Dürren wesentliche Aspekte seiner Variabilität sind.Diese scheinbar beruhigende Sichtweise prägt derzeit die heutige Wasserressourceninfrastruktur der Region.

Allerdings zeichnen die Stalagmiten-Beweise anhaltender, schwerer Dürren in den letzten 1.000 Jahren ein anderes Bild.

Dies weist darauf hin, dass die kurze Instrumentenperiode nicht das gesamte Spektrum der Variabilität des indischen Monsuns erfasst.Es wirft auch Fragen zu den aktuellen Wasserressourcen, Nachhaltigkeits- und Schadensbegrenzungsmaßnahmen der Region auf, die die Möglichkeit anhaltender Dürren in der Zukunft ausschließen.

Wie erfassen Stalagmiten die Monsungeschichte einer Region?

Um vergangene Niederschlagsschwankungen zu rekonstruieren, analysierten wir Stalagmiten aus der Mawmluh-Höhle in der Nähe der Stadt Cherrapunji im Bundesstaat Meghalaya – einer der feuchtesten Orte der Welt.

Stalagmiten sind kegelförmige Gebilde, die langsam vom Boden nach oben wachsen, typischerweise alle 10 Jahre etwa einen Millimeter.In ihren Wachstumsschichten sind winzige Mengen Uran und andere Elemente eingeschlossen, die durch das Eindringen von Regenwasser in die Felsen und den Boden über der Höhle gewonnen wurden.Im Laufe der Zeit zerfällt das in Stalagmiten eingeschlossene Uran in vorhersehbarer Geschwindigkeit in Thorium, sodass wir das Alter jeder Stalagmiten-Wachstumsschicht ermitteln können Messung des Verhältnisses von Uran zu Thorium.

Der Sauerstoff in Regenwassermolekülen kommt in zwei primären Isotopentypen vor – schwer und leicht.Während Stalagmiten wachsen, speichern sie in ihrer Struktur die Sauerstoffisotopenverhältnisse des versickernden Regenwassers, das in die Höhle sickert.Aufgrund verschiedener klimatischer Bedingungen zum Zeitpunkt des ursprünglichen Niederschlags können geringfügige Abweichungen in diesem Verhältnis auftreten.

Unser Frühere Untersuchungen in diesem Bereich zeigten dass Variationen in den Sauerstoffisotopenverhältnissen im Regenwasser und folglich in Stalagmiten Veränderungen in der relativen Häufigkeit verschiedener Feuchtigkeitsquellen verfolgen, die zum sommerlichen Monsunregen beitragen.

In Jahren, in denen die Monsunzirkulation schwach ist, stammen die Niederschläge hier hauptsächlich aus der Feuchtigkeit, die aus dem nahegelegenen Arabischen Meer verdunstet ist.Während starker Monsunjahre bringt die atmosphärische Zirkulation jedoch reichlich Feuchtigkeit in dieses Gebiet vom südlichen Indischen Ozean.

Die beiden Feuchtigkeitsquellen weisen recht unterschiedliche Sauerstoffisotopensignaturen auf, und dieses Verhältnis ist in den Stalagmiten originalgetreu erhalten.Wir können diesen Hinweis nutzen, um etwas über die Gesamtstärke der Monsunintensität zum Zeitpunkt der Entstehung des Stalagmiten zu erfahren.Wir haben das zusammengesetzt Geschichte der Monsunniederschläge indem es winzige Mengen Kalziumkarbonat aus seinen Wachstumsringen extrahiert und dann die Sauerstoffisotopenverhältnisse misst.Um unsere Klimaaufzeichnung auf genaue Kalenderjahre zu verankern, haben wir das Verhältnis von Uran und Thorium gemessen.

Nächste Schritte

Die Paläoklimaaufzeichnungen können normalerweise Aufschluss darüber geben, was, wo und wann etwas passiert ist.Doch oft können sie allein nicht beantworten, warum oder wie etwas passiert ist.

Unsere neue Studie zeigt, dass es in den letzten Jahrtausenden häufig zu lang anhaltenden Dürren kam. Wir wissen jedoch nicht genau, warum der Monsun in diesen Jahren ausblieb.Ähnliche Studien mit Himalaya-Eisbohrkernen, Baumringen und anderen Höhlen haben ebenfalls anhaltende Dürren festgestellt, stehen jedoch vor der gleichen Herausforderung.

In der nächsten Phase unserer Studie arbeiten wir mit Klimamodellierern zusammen, um koordinierte Proxy-Modellierungsstudien durchzuführen, von denen wir hoffen, dass sie mehr Einblick in die Klimadynamik bieten, die im vergangenen Jahrtausend solch ausgedehnte Dürreperioden ausgelöst und aufrechterhalten hat.