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Tätigkeitsberichte

Homogenität der 14C-Aktivität in einer Hemisphäre
Wir haben im Berichtsjahr unsere mehrjährigen Arbeiten zum Vergleich von 14C-
Altern von Baumringchronologien aus verschiedenen Regionen mit Publikationen
abgeschlossen. Mit den Arbeiten wollten wir herausfinden, ob es messbare Differen-
zen in der atmosphärischen 14C-Aktivität zwischen zwei Regionen gibt. Falls diese
existierten, ergäbe dieser Befund erhebliche Komplikationen in der universellen
Anwendung von 14C-Kalibrationskurven, und unser Verständnis über troposphäri-
sche Mischung innerhalb einer Hemisphäre wäre korrekturbedürftig.
Unsere Messungen an Baumringserien aus Süddeutschland (Hauptquelle der Chro-
nologien zur 14C-Kalibration) und Anatolien (archäologische Schlüsselregion) haben
im Mittel über je zwei Jahrhunderte zwar keinen messbaren 14C-Alterunterschied
ergeben; wir sehen aber zu Zeiten eines starken Anstiegs des 14C-Pegels eine Differenz
von bis zu 30 14C-Jahren zwischen beiden Regionen. Wir führen diese Episoden eines
regionalen 14C-Offsets auf die jahreszeitlich unterschiedliche Aufnahme von 14C in
den Bäumen beider Regionen zurück, wobei wir für die vorindustrielle Atmosphäre
einen Jahresgang der 14C-Aktivität postulieren, mit einem Maximum im Sommer. Der
14C-Jahresgang ist in der Regel zu gering, als dass er auch in Hochpräzisionsmessun-
gen detektierbar wäre, und damit bleiben die Kalibrationskurven repräsentativ für eine
Hemisphäre; zu Zeiten eines starken 14C-Anstiegs (verursacht durch eine Phase außer-
gewöhnlich geringer Sonnenaktivität) wächst auch der 14C-Jahresgang entsprechend
an, und dies führt zu der beobachteten scheinbaren Verjüngung der mitteleuropäi-
schen Bäume.
Solarer Antrieb von schnellen Klimaschwankungen
Seit einigen Jahren pflegen wir eine Kooperation mit den Arbeitsgruppen von G. Bond
(Columbia University, New York) und J. Beer (ETH Zürich) zur Frage eines solaren
Antriebs von Klimaschwankungen. Schwankungen von 14C und 10Be (gemessen durch
die ETH-Arbeitgruppe) sind auf Zeitskalen von Dekaden bis wenigen Jahrhunderten
verursacht durch entsprechende Variabilität des Magnetfelds im Sonnenwind. Es war
aber immer umstritten, ob die mit den Maxima von 14C und 10Be dokumentierten Zei-
ten ‘ruhiger’ Sonne einhergegangen sind mit Abkühlungsphasen auf der Erde, z.B.
verursacht durch einen Rückgang der Luminanz der Sonne, oder durch andere, indi-
rekte Kopplungen im Klimasystem.
Unsere Kooperation hat jetzt eine eindeutige Korrelation zwischen Zeiten groß-
skaliger Abkühlung im Nordatlantik, belegt durch Eisbergvorstöße in tiefere Breiten
und Phasen geringer Sonnenaktivität erbracht. Die Korrelation besteht über 8 Ereig-
nisse (‘events’) dieser Art in den letzten 12.000 Jahren, die jeweils für ca. ein Jahrhun-
dert andauern, und wir sehen auch einen Gleichlauf auf kürzeren Zeitskalen von eini-
gen Dekaden.
Ein solarer Antrieb von Klimaschwankungen ist zwar schon früher vermutet wor-
den, aber regionale Begrenzungen in den Klimazeugen und vor allem unsichere Datie-
rungen haben eine statistisch gesicherten Beleg verhindert. Der lange Zeitraum und die
konsistente, hochaufgelöste Korrelation unserer Zeitreihen lassen jetzt die Beitrag der
Aktivitätsschwankungen der Sonne als einen wesentlichen Beitrag in der natürlichen
Klimavariabilität erscheinen.