Tief im Inneren des Thüringer Schiefergebirges liegt eine Wunderwelt aus Kalk. Und noch bis vor ein paar Jahren hatte niemand etwas davon geahnt. Erst beim Bau eines Tunnels für die neue ICE-Strecke zwischen Berlin und München wurde die Bleßberg-Höhle bei Sonneberg entdeckt. Seither gilt sie als eine der schönsten Tropfsteinhöhlen Deutschlands.

An einigen Stellen hängen die steinernen Gebilde wie feine Nadeln von der Decke, an anderen wie ein in elegante Falten drapierter Vorhang. Manche Tropfsteine erinnern an scharfe Raubtierzähne, andere an Zapfen oder an rundliche Quallen samt Fangarmen.

Öffentlich zugänglich ist das unterirdische Kunstwerk zwar nicht. Wissenschaftler aber kommen ab und zu vorbei, um Wasserproben zu nehmen und Messungen durchzuführen. Drei Tropfsteine aus dieser Höhle hat Norbert Marwan vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) zusammen mit  Kollegen vom Deutschen Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam sowie von den Universitäten in Bochum und Mainz bereits untersucht.

„Wir können daraus sehr interessante Schlüsse auf das Klima vergangener Jahrtausende ziehen“, erläutert der Wissenschaftler. Wie das funktioniert, verraten er und seine Kollegen bei der Langen Nacht der Wissenschaften am Sonnabend auf dem Potsdamer Telegrafenberg. Kinder und Erwachsene können dort die oft ziemlich schlammige Arbeit eines Höhlenforschers kennenlernen, die nötige Ausrüstung anprobieren und echte Tropfsteine bewundern.

Auskunft über Trockenzeiten

Diese dekorativen Kalkgebilde haben in letzter Zeit zunehmend das Interesse von Klimaforschern geweckt. Denn Jahr für Jahr hat das daran herabrinnende Wasser eine hauchdünne Kalkschicht auf ihrer Oberfläche abgelagert – jahrtausendelang. Und jeder dieser Jahresringe enthält Informationen über die Umweltverhältnisse, unter denen er entstanden ist. Die Tropfsteine, die Norbert Marwan und seine Kollegen untersuchen, sind meist zwischen 20 Zentimetern und einem Meter lang. Je nach Umweltbedingungen können sie Informationen über die letzten 2 000 bis 10 000 Jahre enthalten. Manche sind sogar noch viel älter.

„Es gibt mehrere Methoden, mit denen man in diesem Klimaarchiv lesen kann“, sagt der Forscher. Die gängigste davon ist die sogenannte Isotopenanalyse. Die nutzt die Tatsache, dass es von Elementen wie Kohlenstoff und Sauerstoff schwerere und leichtere Varianten gibt. Je nach Situation lagern sich diese Isotope in den Tropfsteinen in unterschiedlichem Verhältnis ab.

„An den Sauerstoffisotopen können wir zum Beispiel ablesen, ob es zu einer bestimmten Zeit trockener oder feuchter war“, erklärt Norbert Marwan. So ist der Anteil des schweren Sauerstoffs in Trockenphasen größer als in feuchten Perioden. Und dieses Verhältnis überträgt sich dann auch auf die Tropfsteinschicht, die zu dieser Zeit gewachsen ist.

Außer von den Niederschlagsverhältnissen hängt das Verhältnis der Sauerstoffisotope allerdings auch noch von der Temperatur und der Vegetation ab. Und auch die Region, aus der das Regenwasser gekommen ist, spielt eine Rolle. Um die Messwerte richtig interpretieren zu können, müssen die Forscher die jeweilige Höhle und ihre Umweltbedingungen daher genau unter die Lupe nehmen. Das ist ziemlich aufwendig und dauert Jahre. Doch es lohnt sich.

Mithilfe von Tropfsteinen aus Indien gewinnt das Potsdamer Team zum Beispiel neue Erkenntnisse über die Variabilität des Monsuns. „Wenn der ausfällt, hat das heute Folgen für Milliarden von Menschen“, sagt Norbert Marwan. Verheerende Dürren und Hitzewellen brechen dann über Süd- und Südostasien oder den Osten Afrikas herein. Da möchte man schon gern wissen, ob es solche Phänomene auch in der Vergangenheit schon gab und welche Ursachen sie hatten. „Wenn wir das herausfinden, können wir auch besser einschätzen, was in Zukunft passieren wird“, sagt Norbert Marwan. So könnte der Klimawandel in den betroffenen Regionen durchaus zu massiven wirtschaftlichen und sozialen Problemen führen.

Beispiele dafür hat es in der Geschichte schon gegeben. Und auch darüber finden sich manchmal Aufzeichnungen in den steinernen Archiven. Mithilfe von 2 000 Jahre alten Tropfsteinen aus einer Höhle im zentralamerikanischen Belize haben die Potsdamer Forscher zusammen mit einem großen internationalen Team zum Beispiel rekonstruiert, wann die Kultur der Maya dort mit Dürren zu kämpfen hatten.

Innerdeutsche Klimagrenze

Die Befunde der Höhlenforscher und die der Archäologen zeigen dabei einen übereinstimmenden Trend: Immer, wenn es sehr trocken wurde, neigten die Leute besonders stark dazu, sich gegenseitig die Köpfe einzuschlagen. „Die Dürre hat in Mittelamerika damals wohl zu Missernten und damit zu massiven Konflikten geführt“, berichtet Norbert Marwan.
Doch auch über die Klimageschichte Mitteleuropas haben die unterirdischen Hallen voller Kalk-Kunstwerke Interessantes zu erzählen. So stoßen heutzutage im Bereich der ehemaligen innerdeutschen Grenze zwei Klimazonen aneinander: Während im Osten Deutschlands eher kontinentales Klima herrscht, wird der Westen vom Atlantik geprägt. Aber das ist nicht immer so gewesen, zeigt eine neue Studie der Potsdamer Forscher.

Demnach hat die Grenze zwischen den Klimazonen in den letzten 4 000 Jahren mal weiter im Westen und mal weiter im Osten gelegen. Und die steinernen Vorhänge, die Zähne und Nadeln in der Bleßberg-Höhle haben diese Wanderung sehr deutlich aufgezeichnet. Bis heute.

Tropfsteine als Klimaarchive: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Michelson-Haus, Potsdam-Telegrafenberg, 17 bis 23 Uhr.

Der Programmpunkt ist eine von mehr als 2000 Veranstaltungen der Langen Nacht der Wissenschaften, die am Sonnabend, 15. Juni 2019, von 17 bis 24 Uhr in Berlin und auf dem Potsdamer Telegrafenberg stattfinden. 65 wissenschaftliche Einrichtungen öffnen ihre Türen von 17 bis 24 Uhr (in Buch von 16 bis 23 Uhr).

Tickets kosten 14 Euro, ermäßigt 9 Euro, für Familien 27 Euro.