Wie stark tragen Menschen zum heutigen Klimawandel bei? Diese Frage steht im Mittelpunkt der Forschung. Um eine präzise Antwort zu geben, müssen wir die Parameter der natürlichen Variabilität kennen, wie zum Beispiel die Temperaturen in den Ozeanen, über den Kontinenten und in den Polarregionen. Dies erfordert, dass wir die Eigenschaften des Klimas der Vergangenheit berücksichtigen. Wir sind in der Lage, vergangene Klimaveränderungen anhand historischer Datensammlungen oder durch Auswertung dokumentierter Beobachtungen zu rekonstruieren.
Die Geschichte der Erde bietet uns verschiedene Klimazustände, die uns helfen, ein sich veränderndes Klima besser zu verstehen. Das untenstehende Acrylgemälde zeigt ein Beispiel für ein sehr warmes Klima vor etwa 90 Millionen Jahren, als Teile der Antarktis von gemäßigten, sumpfigen Regenwäldern bedeckt waren.
Die vorhandenen Datensammlungen, die eine Quantifizierung des Klimawandels auf globaler Ebene ermöglichen (z. B. satellitenbasierte Beobachtungen), sind jedoch zu kurz und unterliegen bereits dem starken Einfluss des Menschen auf die natürlichen Bedingungen. Um das Klimasystem vor dem anthropogenen Einfluss zu verstehen, müssen wir einen anderen Weg einschlagen und Methoden der Paläoklimatologie anwenden. Proxies liefern Daten, die repräsentativ für vergangene Klimas sind und aus der isotopischen Zusammensetzung von Eisbohrkernen und Baumringen abgeleitet werden können. Diese sind entscheidend, um das Klima und die Umweltbedingungen sogar aus der fernen Vergangenheit zu rekonstruieren. Komplexe numerische Modelle des Klimasystems ermöglichen es uns, die Prozesse zu erforschen und zu verstehen, die das Klima der Vergangenheit prägten. In Kombination angewendet, bieten Klimarchiven und Klimamodelle uns eine ausgezeichnete Testumgebung für ein besseres Verständnis der Klimavariabilität der Vergangenheit und für die Untersuchung von Schwellenwerten und Kipppunkten, die möglicherweise für unsere Zukunft in einer sich erwärmenden Welt entscheidend werden.
In unserer Forschung verknüpfen wir vergangene Klimas mit den Umweltbedingungen der Zukunft. Das bedeutet, dass wir den Zustand des Erdsystems über einen Zeitraum von mehreren zehn Millionen Jahren untersuchen. Während wir einen vielfältigen Ansatz verfolgen, sind die folgenden Zeiträume von besonderem Interesse für unsere Studie zur Klimavariabilität und zum Klimawandel: Historisch bis Gegenwart bis Zukunft, Quartär und prä-quartär.