In der Arktis und Antarktis erscheinen PSCs bei kalten Winterbedingungen irgendwo zwischen 15 und 25 Kilometern (9,3 und 15,5 Meilen) am Himmel. Sie sind meist unsichtbar, können aber gesichtet werden, wenn die Sonne genau den richtigen Winkel einnimmt. In diesen Fällen spricht man von Perlmuttwolken. wegen ihrer wilden Färbung: Wirbel aus Lila, Blaugrün und Gelb. Wie andernorts hohe Wolken bilden sie eine Isolierschicht über den Polen, die einen schnellen Temperaturabfall verhindert.
Im Eozän wurde die Bildung dieser Wolken durch die Lage der Kontinente und Berge der Erde begünstigt. Beispielsweise war der Himalaya noch nicht vollständig ausgebildet, und das Fehlen von kilometerdickem Eis in Grönland führte zu niedrigeren Landhöhen. Dies führte zur Ausbreitung von Druckwellen in der Atmosphäre, die mehr Energie in Richtung der Tropen ablenkten. Weniger Energie erreichte die arktische Stratosphäre, daher kühlte sie ab und bildete eine Decke aus PSCs. An Land wurde es … mild.
Glücklicherweise hat die Kontinentalverschiebung in den letzten 50 Millionen Jahren die Topographie und die atmosphärische Zirkulation so verändert, dass diese Decke dünner wird. Während PSCs immer noch Wärme bilden und speichern, sind sie nicht mehr so häufig vorhanden wie zuvor. Aber es kann wieder heiß hergehen: Wenn die Menschheit weiterhin Methan in die Atmosphäre ausstößt, könnte dies den stratosphärischen Wasserdampf liefern, der für die Bildung weiterer dieser unsichtbaren Wolken erforderlich ist. „Ich muss ganz klar sagen: Das Ausmaß der PSCs wird nicht so groß sein wie im Eozän“, sagt Dutta. „Und das ist wahrscheinlich die gute Nachricht für uns.“
Ein besseres Verständnis der Wolken wird von größter Bedeutung sein, da sich die Pole weiterhin schnell verändern. „Die Intensität der Rückkopplungen mit Wolken bleibt die mit den größten Unsicherheiten“, sagt die Atmosphärenchemikerin Sophie Szopa studiert das Eozän-Klima am französischen Labor für Klima- und Umweltwissenschaften, war aber an der neuen Arbeit nicht beteiligt. „Es ist daher notwendig, die Ergebnisse verschiedener Klimamodelle, einschließlich polarer Stratosphärenwolken, zu vergleichen, um die Bedeutung dieses Feedbacks zur polaren Verstärkung für das kommende Jahrhundert zu verstehen.“
Wenn Wissenschaftler erfahren, wie die Stratosphäre des Eozäns das Klima beeinflusst hat, können sie besser einschätzen, was als nächstes zu erwarten ist. „Im Grunde genommen bieten uns diese vergangenen Klimazonen eine Testumgebung, um unsere Modelle zu überprüfen“, sagt Dutta. Polarforscher können dann die potenzielle Erwärmung aufgrund natürlicher Schwankungen des Erdklimas vom Beitrag der Gasemissionen unserer Zivilisation unterscheiden.
Verbesserte Modelle können auch dabei helfen, vorherzusagen, wie sich die Ökosysteme der Arktis weiter verändern werden. Die Region wird beispielsweise grüner, da höhere Temperaturen die Ausbreitung von Pflanzenarten nach Norden ermöglichen. Das wiederum verändert die Art und Weise, wie die Landschaft die Sonnenenergie aufnimmt oder reflektiert: Wenn mehr Sträucher wachsen, fangen sie eine Schneeschicht ein und verhindern so, dass kühle Winterluft in den Boden eindringt. Dies könnte das Auftauen des arktischen Permafrosts beschleunigen und sowohl Kohlendioxid als auch Methan freisetzen – eine weitere Rückkopplungsschleife zur Klimaerwärmung.
Wie überall auf der Welt war es in diesem Sommer auch in der Arktis extrem heiß. Myers-Smith erinnert sich an Temperaturen an ihrem Forschungsstandort, die 77 Grad Fahrenheit erreichten. „Das hatte ich vor Ort noch nie erlebt“, sagt sie. Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass die Region einen gewaltigen Wandel durchmacht und dass Wissenschaftler Modelle benötigen, die diesen Wandel präzise verfolgen können. „Selbst wenn man in diesen Systemen arbeitet und glaubt, ein ziemlich gutes Verständnis davon zu haben, wie die Dinge laufen“, sagt sie, „kann man immer noch überrascht werden.“