"Eins, zwei, drei - und hoch!", ruft Cathy Whitlock. Gemeinsam mit ihr und zwei Studenten packe ich die kalte Metallröhre des Seebodenbohrers. "Noch mal", befiehlt die Paläoklimatologin der Universität von Oregon und Expertin für fossile Pollen. Zentimeter um Zentimeter kommt der Bohrer, den die Wissenschaftlerin und ihre Studenten in das sumpfige Ufer des Little Lake im Zentralküstengebirge von Oregon getrieben hatten, zum Vorschein. "Und noch mal", ruft sie. Wir bücken uns und ziehen das Rohr schließlich mit vereinten Kräften aus dem Schlamm.

Mehrere hundert solcher Bohrkerne hat Whitlock bereits aus den Tiefensedimenten dieses klaren, blauen Sees herausgeholt. Als sie nun die neueste Probe Altschlamm - fünf Zentimeter im Durchmesser und einen Meter lang - aus dem Rohr gleiten lässt, freut sie sich wie ein Kind über sein erstes Fahrrad. "So ein schöner Kern", sagt die Forscherin. "Die tiefbraune Farbe zeigt an, dass er sehr viel organische Materie enthält. Besonders Pollen." Sie schneidet den Bohrkern mit ihrem Taschenmesser der Länge nach durch. "Ohne Mikroskop kann man die Pollen zwar nicht sehen. Aber sie sind auf jeden Fall da." Die Pollen sollen Aufschluss geben über eines der großen Rätsel, die Wissenschaftler wie Cathy Whitlock beschäftigen: Wie kam es zu den plötzlichen Klimaveränderungen, die unser Planet regelmäßig durchgemacht hat?

Damit sind nicht die sich über 100 000 Jahre hinziehenden Schwankungen gemeint, die es zwischen einer vergletscherten und einer wärmeren Erde während der vergangenen Million Jahre gegeben hat. Es geht um jene viel schnelleren Abläufe, die Wissenschaftler vor kurzem identifiziert haben: um Phasen, in denen die Erde plötzlich von Gefriertemperaturen zu sommerlicher Wärme und wieder zurück wechselte. Wie oft und wie schnell sind solche dramatischen Veränderungen in der Vergangenheit bereits vorgekommen? Und was sagen sie darüber aus, wie sich das Weltklima entwickeln wird? Um Antworten auf diese Fragen zu finden, suchen Forscher an ganz unterschiedlichen Orten nach Indizien für urzeitliche Klimaverhältnisse: im Gletschereis, in Moränen und Höhlenstalagmiten; in Baumringen, Korallen, Sanddünen und in mikroskopisch kleinen Schalen von Organismen, die in der Tiefsee lagern.

Kollegen anderer Disziplinen rekonstruieren das Klima der jüngeren Vergangenheit, indem sie schriftliche Hinterlassenschaften von Menschen studieren: archäologische Inschriften, Tagebücher von Winzern und Gärtnern oder die Logbücher von Kapitänen. "Wir brauchen sowohl die Zeugnisse der Menschheit als auch jene der Natur", sagt der Glaziologe Lonnie Thompson von der Ohio State-Universität. Er ist auf Eisbohrkerne aus den schwindenden Gletschern tropischer Berge spezialisiert. "Wir wollen verstehen, wie das Klima vor und nach dem Erscheinen des Menschen war. Nur so können wir herausfinden, wie viel Einfluss wir selber auf das Klima haben und in welchem Maß wir für die Veränderungen verantwortlich sind."