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Ice Age: Die nächste Eiszeit (Glazial) kommt bestimmt. Wir leben derzeit nur in einer Warmzeit (Interglazial)

Ice Age: Die nächste Eiszeit (Glazial) kommt bestimmt. Wir leben derzeit nur in einer Warmzeit (Interglazial) (Wordle)

(Steinzeit-Lexikon). Klimaforscher und Glaziologen sprechen nicht von der Eiszeit schlechthin sondern vom Eiszeitalter. Der Begriff Eiszeit ist lediglich eine umgangssprachliche Verkürzung. Mit ihr werden deutliche kühlere Abschnitte zwischen zwei Warmzeiten bezeichnet. Der Fachausdruck hierfür ist Glazial.
Mit Eiszeitalter sind jene Perioden der Erdgeschichte gemeint, in denen mindestens ein Pol unseres Planeten von Gletschern bedeckt ist. Das derzeitige Eiszeitalter erstreckt sich jetzt bereits über 30 Millionen Jahre und wird Känozoisches Eiszeitalter genannt. Aktuell ist die Antarktis extrem und die Arktis weniger stark vergletschert.

Der Begriff Eiszeit wird von Laien heutzutage gerne als Synonym für eine Kaltzeit verwendet. Im Grunde genommen umfasst das Eiszeitalter aber nicht nur die Kaltzeiten (Glaziale) sondern auch die dazwischenliegenden Warmzeiten (Interglaziale). Das jüngste, känozoische Eiszeitalter erstreckt sich über das gesamte Quartär. Das letzte Glazial – nämlich die Würmeiszeit bzw. Weichseleiszeit endete erst vor etwa 11.000 Jahren. In erdgeschichtlichen Maßstäben ist dieses Eiszeitalter noch lange nicht zu Ende. Das derzeitige Holozän wird lediglich als weitere Warmzeit innerhalb des känozoischen Eiszeitalters betrachtet. Denn noch immer gibt es Eiskappen an den Polen. Dennoch sind selbst Wissenschaftler sprachlich nicht 100 Prozent genau. Geologen bezeichnen mit Pleistozän nämlich die jüngste Eiszeit. Das Holozän wird dabei als Zeitraum „nach der Eiszeit“  verwendet.

Im Laufe der Erdgeschichte gab es mehrere Eiszeitalter. Die Erde ist eigentlich ein weitgehend eisfreier Planet. Dennoch gibt es in größeren Abständen Kältephasen. Dabei kommt es zu eisbedeckten Polen und von den Gebirgen aus stoßen die Gletscher bis in mittlere Breiten vor. Die früheste Phase einer Vereisung der Erde setzte etwa vor 2,2 Milliarden Jahren im Präkambrium ein. Sie endete erst vor etwa 750 bis 600 Millionen Jahren. Die Erde war in dieser Zeit mehrmals komplett mit Eis bedeckt. In diesem Zusammenhang wird auch oft von Schneeball-Erde gesprochen. Obwohl durch diese Kältephase die Entwicklung des Lebens in Gefahr geriet, könnte sie doch ausschlaggebend für die Evolution der Vielzeller gewesen sein. Denn nach dieser Phase explodierte das mehrzellige Leben förmlich. Obwohl Klimamodelle der frühen Erde einen gewissen Zusammenhang zwischen Schneeball-Erde und Evolution des Lebens nachweisen können, ist diese Theorie noch immer stark umstritten.

Name Beginn vor
Millionen Jahren
Dauer in
Millionen Jahren

Äon Ära Periode
Huronische Eiszeit
2400 300 Proterozoikum Paläoproterozoikum Siderium, Rhyacium
Sturtische Eiszeit
735 35 Proterozoikum Neoproterozoikum Cryogenium
Marinoische Eiszeit
635 75 Proterozoikum Neoproterozoikum Cryogenium
Gaskiers Eiszeit
582 2 Proterozoikum Neoproterozoikum Ediacarium
Anden-Sahara Eiszeit
450 30 Phanerozoikum Paleozoikum Ordovizium, Silur
Karoo-Eiszeit 360 100 Phanerozoikum Paleozoikum Karbon, Perm
Känozoisches Eiszeitalter
33,5 bisher 33,5
Phanerozoikum Känozoikum Paläogen, Neogen, Quartär

Eiszeitalter in der Erdgeschichte

 

Dass Eiszeiten in der Erdgeschichte entstehen, dafür gibt es mehrere Ursachen. Der Wissenschaft gelang es bisher aber nicht, alles genau und schlüssig erklären zu können. Hierzu sind weitere Forschungen notwendig. Die Ursachen der allgemeinen Abkühlung werden derzeit mit Änderungen auf der Erde selbst begründet. Die kurzfristigen Klimaschwankungen lassen sich dagegen am ehesten mit periodischen Änderungen der Erdbahn und mit den Schwankungen der Sonnenaktivitäten erklären. Die Wissenschaft konnte mittlerweile allerdings belegen, dass es nicht eine einzige Ursache gibt, sondern vielmehr mehrere exogene und endogene  Faktoren dazu beitragen. Globale Eiszeiten entstehen nur durch das Zusammenspiel von tektonischen, astronomischen, ozeanischen und klimatischen Prozessen. Jeder der Faktoren wird im Nachgang jedoch kurz einzeln vorgestellt.

Irdische Ursachen für die Entstehung eines Eiszeitalters

Irdische Ursachen sind vielfach mit der Plattentektonik und damit mit der Verschiebung der Kontinente verbunden. Die Kontinentale Drift bewirkt eine Öffnung oder Schließung von Meeresstraßen. Damit kam es zu einschneidenden Veränderungen der Meeresströmungen. Es ist allgemein bekannt, dass Meeresströmungen für die sogenannte thermohaline Zirkulation verantwortlich sind. Hierüber läuft maßgeblich der Wärmetransport auf der Erde. Als beispielsweise Australien und später auch Südamerika von der Antarktis wegdrifteten, öffneten sich dort zwei Meeresstraßen – nämlich die tasmanische Passage zwischen Australien und der Antarktis sowie die Drake-Passage zwischen Südamerika und der Antarktis. Durch diesen Vorgang begann, sich ein Strömungssystem rund um die Antarktis zu etablieren, das den Kontinent Antarktika vollständig von warmen Oberflächenwassern isolierte. Der sogenannte zirkumantarktische Strom sorgte dafür, dass sich der südpolare Kontinent immer weiter abkühlte und sich eine Eiskappe bilden konnte. Dieser Vorgang setzte vor ca. 35 Millionen Jahren ein. Zuvor gelangten wärmere Wassermassen bis zur Antarktis und konnten den Kontinent aufheizen.

Spielkarte: Kontinent Antarktika

Spielkarte: Kontinent Europa

Spielkarte: Kontinent Asien

Spielkarte: Kontinent Nordamerika

Ein weiteres Beispiel für das Zusammenspiel von Warm- und Kaltzeiten durch die Veränderung von Meeresströmungen ist die Bildung einer Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika. Sie entstand vor ca. 4,2 bis 2,4 Millionen Jahren und sorgte dafür, dass warme Meeresströmungen nach Norden abgelenkt werden. Dies war die Geburtsstunde des Golfstroms, der noch heute dafür sorgt, dass es in Europa deutlich wärmere ist als laut Breitengrad sein dürfte. Zunächst bewirkte der Transport von warmen Wasser in nördliche Breiten eine Erwärmung der Nordhalbkugel. Gleichzeitig entstand mit dem Golfstrom genügend Feuchtigkeit, damit in Grönland, Nordamerika und Nordeuropa Gletscher entstehen konnten. Deren Ausbreitung führte zu einer Periode der Abkühlung.

Plattentektonik und die Entstehung von Gebirgen und Landbrücken beeinflussen die Meeres- und Luftströmungen und damit Temperaturen und Niederschläge

Durch die Plattentektonik kommt es zum Zusammenstoß von Kontinenten. Dies geht einher mit der Bildung von Gebirgen. Reckt sich das Festland durch diese Kräfte in die Höhe, so verändern sich die Luftströmungen zunächst im lokalen später aber auch im globalen Rahmen. Die Entstehung der Faltengebirge der Alpen, der Rocky Mountains oder des Himalaya setzte ab dem jüngeren Tertiär ein. Die neuen Gebirgskämme sorgten dafür, dass sich die Zirkulationsmuster in der Atmosphäre veränderten. So wiederum gelangte ebenfalls Feuchtigkeit auf die Kontinente und Gletscher konnten sich bilden. Ohne die Entstehung der Hochgebirge hätte es keine Vergletscherung der Nordhalbkugel gegeben. Außerdem haben viele Gletscher ihren Ursprung in den genannten Hochgebirgen.
Vergletscherte Flächen im Gebirge wiederum erhöhen die Albedo. Diese Rückstrahlung der Sonnenenergie führt zu einer Abkühlung der Atmosphäre und letztlich auch zu einem globalen Temperaturrückgang. Damit können sich später auch Gletscher im Flachland etablieren, die wiederum die bisherigen Effekte verstärken. Erst wenn sich die globale Albedo verringert, kann es zu einer globalen Wiedererwärmung kommen. Ein solcher Prozess kann durch das bei Vulkanausbrüchen freigesetzte Kohlendioxid in Gang kommen. Dieses verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt auf der Erde und wirkt so der Albedo entgegen.

Astronomische Ursachen für die Entstehung eines Eiszeitalters

Neben den irdischen Faktoren gibt es auch astronomische Ursachen. Ein solcher Faktor, der die Entstehung von Eiszeitalter beeinflusst ist die Geometrie der Erdbahn.

Diese verändert sich durch die Gravitationskräfte im Sonnensystem – insbesondere der Kräfte und Abhängigkeiten von Sonne, Planeten und Mond. Sie verändern die elliptische Bahn der Erde (Exzentrizität) um die Sonne in einem periodischen Zeitraum von 100.000 Jahren. Die Neigung der Erdachse zur Umlaufbahn (Schiefe Ekliptik) schwankt mit einer Periode von 40.000 Jahren. Und es gibt noch einen weiteren Zyklus. So erreicht die Tag-und-Nacht-Gleiche auf der elliptischen Umlaufbahn nach etwa 20.930 Jahren wieder dieselbe Position (Präzession). Diese Zeitabstände werden als Milanković-Zyklen bezeichnet. Sie regeln und verändern die Verteilung der Sonnenenergie auf dem Planeten Erde.

Die Wissenschaft geht von der Hypothese aus, dass Kaltzeiten immer dann auftreten, wenn sich die Einstrahlung der Sommersonne in den hohen nördlichen Breiten minimiert. Nach dieser Theorie spielen kühle Sommer für den Aufbau von Eisschichten eine größere Rolle als kalte Winter.

Astronomische Zyklen beeinflussen die Verteilung der Energie der Sonne auf unserem Planeten

Letztlich sind die Schwankungen in den Parametern der Erdbahn aber immer nur Auslöser. Sie schaffen lediglich gute Randbedingungen für eine Eiszeit. Ob es nun zu einer starken Vergletscherung kommt oder nicht, hängt aber von anderen, irdischen Faktoren ab. Die bereits beschriebenen tektonischen Vorgänge nehmen Einfluss auf die ozeanische Zirkulation. Auch spielt der CO2-Gehalt der Atmosphäre eine zentrale Rolle. Dies wissen Forscher aus den Eisbohrkernen, die sie in der Antarktis und Grönland entnommen haben. Nimmt die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid ab, so kommt es zu Temperaturveränderungen und damit einem Wechsel von der Warm- zur Kaltzeit. Weitere Einflussgrößen sind die Eis-Albedo-Rückkopplung, die Bedeckung mit Vegetation sowie die Schwankungen des Wasserdampfgehaltes in der Atmosphäre.

Eine weitere astronomische Ursache sind die Zyklen der Sonnenaktivität. Die Sonne hat bekannte Aktivitätszyklen, die mit einer Periode von 87 und 210 Jahren auftreten. In Fachkreisen werden sie Dansgaard-Oeschger-Ereignisse genannt und traten ca. alle 1470 Jahre auf. Erst in den letzten 10.000 Jahren - also während der aktuellen Warmzeit im Holozän -  waren die Sonnenschwankungen zu schwach, um die stabilen Strömungen im Atlantik zu stören. Doch während der letzten Kaltzeit, der sogenannten Weichsel-Kaltzeit, traten mehrere, erhebliche Klima-Umschwünge auf. Bei dieses stiegen die Lufttemperatur über dem Nordatlantik binnen eines Jahrzehnts um bis zu 12°C.

Alpenraum (Namensgeber) Norddeutschland (Namensgeber) Zeitraum (Tsd. Jahre)
Biber-Kaltzeit (Biberbach) Brüggen-Kaltzeit (Brüggen) ca. 2200
Donau-Kaltzeit (Donau) Eburon-Kaltzeit (Eburonen) ca. 1400
Günz-Kaltzeit (Günz) Menap-Kaltzeit (Menapier) 640–540
Mindel-Kaltzeit (Mindel) Elster-Kaltzeit (Weiße Elster) 475-370
Riß-Kaltzeit (Riß) Saale-Kaltzeit (Saale) 230–130
Würm-Kaltzeit (Würm) Weichsel-Kaltzeit (Weichsel) 115–10

Die Eiszeiten/Glaziale des Quartärs

 

Während der Kaltzeiten des aktuellen, känozoischen Eiszeitalters breitete sich das Inlandeis und die Gletscher in den Gebirgen massiv aus. Der Eisschild bedeckte mit geschätzten 42 Millionen Quadratkilometern schließlich 32 Prozent der festen Erdoberfläche. Zum Vergleich sind heute nur ca. 10 % der Oberfläche der Landmassen vergletschert – mit abnehmender Tendenz. Große Gletscher gab es vor allem auf der nördlichen Hemisphäre. So lagen großen Teile von Europa, Asien und Nordamerika unter einem Eispanzer. Noch heute sind mit geübten Augen die Spuren der Gletscher, z. B. in Form von Trogtälern, Findlingen und Moränen, zu entdecken. Diese Form der "Landschaftsgestaltung" durch Gletscher nennt man auch Glaziale Serie.
Der Eispanzer erreichte an manchen Stellen eine Dicke von mehr als drei Kilometern. Er bildete sich, weil der gefallene Schnee selbst in den Sommermonaten nicht mehr komplett abtauen konnte und zu Firn und schließlich zu Eis verhärtete.

Das Inlandeis auf der Antarktis wuchs zwar während den jüngsten Eiszeiten ebenfalls. Allerdings waren die Veränderungen im Vergleich zur Arktis bei weitem nicht so dramatisch. Die Antarktis ist bis heute nahezu vollständig vergletschert. So konnte sich der Eisschild selbst während der Eiszeiten nur begrenzt vergrößern, da Land und flache Schelfe fehlten. Wissenschaftler gehen mittlerweile davon aus, dass sich die antarktischen Eismassen nur soweit ausbreiten konnten, wie es der abgesenkte Meeresspiegel zuließ.

Heutige Gletscher im Alpenraum sind keine Überreste des einstigen Eispanzers

Spielkarte: Ende der EiszeitDie heutigen Gletscher im Alpenraum (Österreich/Schweiz/Frankreich/Italien) bzw. in Skandinavien (Norwegen/Finnland) sind nicht wie lange Zeit angenommen die letzten Reste der Vereisung. Diese schmolzen bereits auf dem Höhepunkt der Nacheiszeit vor rund 7000 Jahren völlig ab. Die meisten europäischen Gletscher entstanden erst danach. Sie sind damit ziemlich jung und werden auf ein Höchstalter von 6000 Jahren geschätzt. In den letzten Jahrtausenden schwankte ihr Umfang sehr stark.
Die Bildung der kontinentalen Eismassen hatte - wie bereits angedeutet - Auswirkungen auf den Meeresspiegel. Durch die Niederschläge wurde den Meeren sehr viel Wasser entzogen. Auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit lag der Meeresspiegel um 120 bis 130 Meter tiefer als heute. Etliche Nebenmeere oder relativ flache Meere wie die Nordsee fielen so komplett trocken.

So konnten allerdings auch viele Landbrücken entstehen, die die Besiedelung der Erde durch den Homo sapiens möglicherweise begünstigten. In diesem Zusammenhang wird die Bedeutung der Landbrücke zwischen Nordasien und Nordamerika über die heutige Beringstraße (die songenannte Beringia) viel diskutiert.
Aufgrund der im Eis gebundenen Feuchtigkeit und der gesunkenen Temperaturen fielen während der Eiszeiten auf den gesamten Globus hochgerechnet deutlich weniger Niederschläge als in den Warmzeiten. Die Änderungen in den Niederschlagsmengen fielen jedoch je nach Region und Klimazone sehr unterschiedlich aus. So wurde es in den hohen und mittleren Breiten sehr viel trockener. Dafür gab es in den Subtropen deutliche Feuchtphasen. Die Wüsten am Rand der Tropen waren in diesen Zeiten extrem trocken. Die Flächen der feuchten Tropen hatten ebenfalls abgenommen. Dennoch war das verfügbare Wasserangebot in den hohen und mittleren Breiten zum Teil höher als heute. Die Begründung für dieses Paradoxon ist einleuchtend. Durch die gesunkenen Temperaturen gab es weniger Wald. Somit fiel aber auch die Verdunstung deutlich geringer aus.

Der Abfall bzw. Anstieg der Konzentration der Treibhausgase folgt zeitlich verzögert dem Auf und Ab der Temperaturkurve

Den Höhepunkt der letzten Eiszeit gab es vor ca. 21.000 Jahren. Die globale Durchschnittstemperatur lag damals ca. 5 bis 6 Grad niedriger als heute. Aus polaren Eiskernen weiß man, dass in der Atmosphäre die Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) deutlich geringer konzentriert waren. Zum Ende der einzelnen Eiszeiten stieg zunächst die globale Temperatur an. Dies führt die Wissenschaft auf eine natürliche Zunahme der Sonneneinstrahlung zurück. In Folge der erhöhten Temperaturen nahm auch der Gehalt der Treibhausgase CO2 und Methan wieder zu. Die zeitliche Verzögerung konnte einige Hundert Jahre betragen. Und auch in Abkühlungsphasen lässt sich dieses Muster wiederfinden. Zunächst sinken die Temperaturen. Danach nimmt die Gaskonzentration ab.
Die Klimaschwankungen des aktuellen Eiszeitalters hatten und haben erhebliche Auswirkungen auf die Tiere und Pflanzen. Die Abkühlung bzw. Erwärmung zwang die an ihren Lebensraum und das entsprechende Klima angepassten Lebewesen, sich neue Lebensräume zu suchen oder auszusterben.

Wie hart die Bedingungen waren und welchem Anpassungsdruck Flora und Fauna unterlagen, illustrieren am besten die absoluten Temperaturen. Als Beispiel dient ein Ort wie Frankfurt am Main. Dort herrschen heute im Jahresdurchschnitt ca. neun bis zehn Grad Celsius. Im Eozän war es dort durchschnittlich 21 Grad Celsius. Das sind Temperaturen wie am Nil in Ägypten. Nicht verwunderlich also, dass einst in Frankfurt am Main auch Flusspferde stapften. Im Pliozän - also kurz vor Beginn der Eiszeit - sanken die Temperaturen im Schnitt um 7 Grad Celsius. Während der Vereisungsperioden verwandelte sich die einst blühende Landschaft rund um Frankfurt in eine Tundra mit Permafrostboden.

Die enormen Veränderungen zwischen Kaltzeiten und Warmzeiten sind eine enorme Herausforderung für die Flora und Fauna

Mit dem letzten Eiszeitalter verbinden wir die ausgestorbene Megafauna des Pleistozäns. Charakteristische Vertreter waren Mammuts, Mastodonten, Saigas, Säbelzahnkatzen, Höhlenlöwen oder Höhlenbären. Fast alle der genannten Vertreter sind mittlerweile ausgestorben. Nur die Saiga-Antilope konnte in den asiatischen Steppen überleben. Auch sie ist mittlerweile durch die Vernichtung ihres Lebensraumes und Wilderei massiv bedroht. Bei den menschlichen Vorfahren konnte sich vor allem der Homo heidelbergensis und der aus ihm hervorgegangen Neandertaler an die Kalt- und Warmzeiten in Europa und Asien anpassen. Erst vor rund 40.000 Jahren wanderte schließlich der moderne Mensch (Homo sapiens) während der letzten Kaltzeit nach Europa ein.

Spielkarte: Säbelzahnkatze (Smilodon)

Säbelzahnkatzen waren geführchtete Räuber. Sie starben erst zum Ende der letzten Eiszeit hin aus.

Spielkarte: Saiga-Antilope

Die Saiga-Antilope überlebte das Ende der Eiszeit. Sie ist heute jedoch durch Wilderei und Lebensraumverlust vom Aussterben bedroht.

Spielkarte: Zelt

Die Tiere lieferten den Menschen alles, was sie zum Überleben brauchten. Zum Beispiel auch Felle für die Zelte.

Spielkarte: Mammut aus Elfenbein

Die ersten Zeugnisse von Kunst und Kultur entstanden während des Höhepunkts der letzten Eiszeit.

In der Würmeiszeit gab es in Europa einen enormen Reichtum an Tieren. Die Anzahl der heimischen Arten war mit der Vielfalt von afrikanischen Savannen durchaus vergleichbar. Die in den Tundren umherziehenden riesigen Herden sicherten letztlich das Überleben der Menschen. Die Tiere versorgten unsere Vorfahren mit allem, was sie benötigten: Das Fleisch wurde gegessen. Aus den Fellen Kleidung und Zelte gemacht. Das Horn und Knochen wurde zu Waffen, Werkzeugen, Schmuck und kleinen Kunstgegenständen verarbeitet. Einige große und fettreiche Knochen verwendeten die Menschen womöglich in Ermangelung von Holz zum Unterhalt des Feuers. Es ist ziemlich wahrscheinlich, dass die Menschen einen sehr engen Bezug zu den Tieren hatten und manche Tiere wohl auch verehrten. Hier kann es zur Entwicklung von ersten religiösen Ansätzen in Form von Schamanismus gekommen sein. In der Endphase der letzten Eiszeit schufen einige Vorfahren die imposanten Höhlenmalereien von Altamira, Chauvet und Lascaux.

Aktuell leben wir in einem Interglazial zwischen zwei Eiszeiten. Dessen freundlichste Tage sind bereits vorbei. Dennoch müssen wir derzeit wahrscheinlich keine neue Eiszeit in den nächsten 1000 Jahren befürchten. Denn die vom Menschen verursachte globale Erwärmung wirkt dem im Moment entgegen.

Zeitraum Warmzeit/Kaltzeit
Geschichtliche Ereignisse
0 - 150 n. Chr. Warmzeit
Zeit des Römischen Weltreiches
150 - 500 n. Chr. Kaltzeit Völkerwanderung
600 - 1500 n. Chr. Warmzeit Einwanderung / Christianisierung
1500 - 1700 Kaltzeit Kleine Eiszeiten (Elend, Krankheiten und Not führten zum Dreißigjährigen Krieg)
1800 - 2008 Warmzeit Technische Revolution
2013 - 2040 Ohne Angabe Klimawandel

Die Warmzeiten und Kaltzeiten im Wandel der Geschichte der nachchristlichen Zeit

 


Die Eiszeit gehört in die Kategorie: Zeit.

Beiträge auf H[AGE], in denen der Begriff "Eiszeit/Eiszeitalter" vorkommt:

 


Quellen:

 

Aktualisiert ( Mittwoch, 14. November 2012 um 10:14 Uhr )
 

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