ZiF-Arbeitsgemeinschaft

Modellierung sozio-ökologischer Transformationen der Amerikas während der kleinen Eiszeit, 1492 – 1800

Termin: 14. - 16. November 2019
Leitung: Eleonora Rohland (Bielefeld, GER), Franz Mauelshagen (Wien, AUT), Jobst Heitzig (Potsdam, GER)

Eisbohrkerne zeigen vom späten 16. Jahrhundert bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts ein Absinken der CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Dieses ›Vorindustrielle CO2-Minimum‹ gibt Rätsel auf, auch wenn es mit 5-7 ppm (parts per million) im Vergleich zu dem darauffolgenden rapiden Anstieg wenig beachtlich erscheint. Seit Beginn der Industrialisierung sind die Werte um mehr als 130 ppm angestiegen. Dennoch ist das vorindustrielle CO2-Minimum signifikant im Vergleich zu den Schwankungen, die sich während des Holozäns, also in den letzten 11.700 Jahren, vor der Industrialisierung beobachten lassen. Überdies konnte im Zeitraum des Quartärs (bis 2,54 Mio. Jahre vor der Gegenwart) schon ein Absinken von nur 20-30 ppm in Kombination mit anderen Antriebsfaktoren den zyklisch wiederkehrenden Übergang von einer Warmzeit (wie z.B. dem Holozän) in eine Eiszeit anstoßen (Winkelmann).

Klimaforscher streiten sich bereits seit mehr als einem Jahrzehnt über die Ursachen für dieses ›Vorindustrielle CO2-Minimum‹. Eine Fraktion beharrt auf natürlichen Erklärungen, die mit der Abkühlung der ›Kleinen Eiszeit‹ (ca. 1300 – 1850) in Verbindung gebracht werden. Eine zweite Fraktion führt die atmosphärischen Veränderungen auf den Wandel menschlicher Landnutzung zurück. Nach dieser Hypothese könnte vor allem das ›Große Sterben‹ verantwortlich sein, das durch den Kontakt der indigenen Bevölkerungen Amerikas mit den Europäern ausgelöst wurde. In den ersten 100 bis 150 Jahren nach dem Erstkontakt mit Spaniern und Portugiesen gab der Bevölkerungsschwund große Flächen, die zuvor landwirtschaftlich genutzt worden waren, an den Wald zurück. Diese Wiederbewaldung von Teilen der beiden Amerikas könnte das vorindustrielle CO2-Minimum zumindest teilweise erklären (Koch). Fraglich ist, ob sich das vorindustrielle CO2-Minimum auch auf die Temperaturen des kalten 17. Jahrhunderts ausgewirkt haben könnte. Es scheint gegenwärtig schwierig zu sein, ein entsprechendes Signal aus jüngst veröffentlichten Rekonstruktionen globaler Temperaturen herauszufiltern (Nevle, Büntgen, Xoplaki). Dabei könnten jedoch Modelle wie ClimberX helfen, das am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung entwickelt wurde (Willeit).

Historische und archäologische Forschungen stimmen heute weitgehend darin überein, dass die indigene Bevölkerung nach 1492 innerhalb weniger Jahrzehnte um 80 – 90% reduziert wurde, was aktuellen Schätzungen zufolge ungefähr 55 Millionen Menschen entspricht, allerdings mit großen Unsicherheiten in den absoluten Zahlen. Diese Katastrophe wurde vor allem durch eingeschleppte ansteckende Krankheiten verursacht. Hinzu kam die von Spaniern im Arbeitssystem der Encomienda ausgeübte Gewalt. Sie schuf Ballungszentren von Arbeitskräften, in denen sich Epidemien besonders leicht verbreiten konnten, und wirkte sich verringernd auf die Fertilität der versklavten Menschen aus (Newson, Wendt). Mit der Bevölkerung brach auch die vorkolumbianische Landnutzung ein. Das betraf vor allem die alten Zentren der Agrarwirtschaft in Mexiko, in den Anden, im Amazonasgebiet und im nordamerikanischen Süden. Vor allem die Vielfalt der Landnutzung im Amazonasgebiet war in den vergangen Jahren Gegenstand intensiver archäologischer Forschungen, die das Bild der Zeit vor Kolumbus im äquatorialen Teil Amerikas revidiert haben (Iriarte).

Eine genaue Einschätzung der Folgen des ›Großen Sterbens‹ ist nur möglich, wenn man die dadurch bedingten Veränderungen im Zusammenhang globaler Landnutzung und ihres Wandels zwischen 1600 und 1800 betrachtet. Hier deuten bisherige Modellierungen darauf hin, dass das im 17. und 18. Jahrhundert beschleunigte Bevölkerungswachstums einen Anstieg der atmosphärischen CO2-Werte beförderte. Tatsächlich lässt sich nach einem rapiden Absinken gegen Ende des 16. Jahrhunderts ab Mitte des 17. Jahrhunderts wieder ein leichter Anstieg beobachten. Dabei ist jedoch unklar, in welchem Maße anthropogene Veränderungen der Landnutzung und natürliche Faktoren jeweils dazu beigetragen haben. Klar scheint bisher nur, dass im 19. Jahrhundert die Industrialisierung mit ihrem fossilen Energieregime zunehmend für die Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre verantwortlich ist. Der Übergang von der vorindustriellen zur industriell modifizierten Atmosphäre wurde bisher nicht beschrieben. Dabei ist auch die wachsende koloniale Landnutzung auf dem amerikanischen Kontinent zu berücksichtigen (Sluyter, Rohland), die auf das ›Große Sterben‹ folgte. Der transatlantische Sklavenhandel hat etwa 12 – 14 Millionen Afrikaner zur Zwangsarbeit nach Amerika verschifft und zur Entstehung neuer, multiethnischer Bevölkerungen und neuer Landnutzungsformen beigesteuert (Borucki).

Ein besseres Verständnis des Wandels von Landnutzung und seiner Auswirkungen ist von erheblicher Bedeutung für Vegetationsmodelle als Komponente von Klimamodellen (Gerten, Wunderling). Ungefähr 25% der heute emittierten Treibhausgase stammen aus der Landnutzung. Um die Klimaziele, die 2015 in Paris vereinbart wurden, zu erreichen, ist nicht nur eine Reduktion dieser Emissionen notwendig. Es wird sogar die Umkehrung der Landnutzung von einer Kohlendioxidquelle in eine Kohlenstoffsenke diskutiert. Denn eine Einhaltung der Pariser Klimaziele im kurzen Zeitraum bis 2050 wird nur möglich sein, wenn in bestimmten Bereichen negative Emissionen erzielt werden. Jenseits dieser an der Gegenwart des anthropogenen Klimawandels orientierten Fragestellung versprechen historisch informierte Modellierungen Erkenntnisse für die Entwicklung von sog. ›Welt-Erde-Modellen‹, die das Erdsystem und das soziale System mit ihren je eigenen Dynamiken integrieren (Heitzig, Donges). Historische Fälle sind dabei sowohl für die Identifikation wichtiger Faktoren von Interesse, als auch für die Auswahl relevanter Daten und können überdies als Testfälle zur Kalibrierung von Modellen beisteuern (Mauelshagen).

Insgesamt wurden auf dem Workshop am ZiF Perspektiven für eine verbesserte, historisch informierte Modellierung der Landnutzung diskutiert. Daten und Methoden standen dabei im Mittelpunkt. Die Experten kamen aus ganz verschiedenen Disziplinen zusammen: aus der Archäologie (Iriarte), der Geographie (Sluyter, Newson), der historischen Klimaforschung (Xoplaki, Mauelshagen), der Dendroklimatologie (Büntgen), der Geschichtswissenschaft (Borucki, Rohland, Wendt, Rispoli), den Erdsystemwissenschaften (Nevle), der Klima- und Erdsystemmodellierung (Winkelmann, Donges, Heitzig, Willeit, Gerten, Wunderling). Die Ergebnisse der Diskussion sollen in einem Review-Artikel veröffentlicht werden, zu dem weitere Experten als Mitautoren eingeladen werden.

Eleonora Rohland, Franz Mauelshagen, Jobst Heitzig

Tagungsprogramm
download
Teilnehmerinnen und Teilnehmer

Alex Borucki (Irvine, USA), Ulf Büntgen (Cambridge, GBR), Jonathan Donges (Potsdam, GER), Dieter Gerten (Potsdam, GER), José Iriarte (Exeter, GBR), Alexander Koch (Hong Kong, HKG), Richard Nevle (Stanford, USA), Linda Newson (London, GBR), Giulia Rispoli (Berlin, GER), Andrew Sluyter (Baton Rouge, USA), Helge Wendt (Berlin, GER), Matteo Willeit (Potsdam, GER), Ricarda Winkelmann (Potsdam, GER), Niko Wunderling (Potsdam, GER), Elena Xoplaki (Gießen, GER)

Organisatorische Fragen beantwortet Trixi Valentin im Tagungsbüro. Bei inhaltlichen Fragen wenden Sie sich bitte direkt an die Veranstaltungsleitung.


Tel: +49 521 106-2769
Fax: +49 521 106-152769
E-Mail: trixi.valentin@uni-bielefeld.de