17.01.2013

Eiszeit

In den kommenden Tagen herrscht hierzulande Dauerfrost, doch vor 20 Tausend Jahren reichten Gletscher bis vor die Tore Berlins.

Der Winter hat Deutschland bis auf Weiteres fest im Griff. Kommende Woche könnte sich der Frost sogar noch verschärfen. Doch während der letzten Eiszeit herrschte bereits im Oktober schon Dauerfrost. Ganz Skandinavien und große Teile der Britischen Inseln und Irlands lagen unter kilometerdickem Gletschereis. Relativ geringe aber stetige Veränderungen der Sonneneinstrahlung waren für diesen extremen Klimazustand verantwortlich.

Dort wo heute ein reger Fährverkehr zwischen Frankreich und England herrscht grasten noch bis vor rund 12 Tausend Jahren friedlich Mammuts. Die riesigen an Land gebundenen Eismassen fehlten den Ozeanen wodurch der Meeresspiegel damals etwa 120 Meter tiefer lag als heute und eine Landbrücke die Britischen Inseln und Irland mit dem Kontinent verband. Die Temperatur lag im globalen Mittel etwa 5 Grad unter dem heutigen Wert. Lokal gab es noch viel deutlichere Abweichungen, so wird vermutet, dass die durchschnittliche Januartemperatur in der Gegend des heutigen Hamburg etwa –20 Grad betrug, heute sind es um 0 Grad. Das markanteste Merkmal der Eiszeit war jedoch das Eis. Riesige Gletscher lasteten mit einer Dicke von fast 4 km auf Skandinavien und nahmen etwa eine Fläche ein, die mit 6,7 Millionen Quadratkilometern etwa der zwanzig-fachen Deutschlands entspricht.

Wie können innerhalb einer recht kurzen Zeitspanne von wenigen Jahrtausenden solche gravierenden Klimaschwankungen auftreten? Diese Frage stellte sich auch der serbische Mathematiker Milutin Milankovich (1879 bis 1958). Aufgrund der Verlagerung der Kontinente in Richtung der Pole vollzogen sich vor etwa 40 bis 10 Millionen Jahren die Vereisung der Antarktis und nachfolgend die Gletscherbildung auf Grönland vor ca. 5 Millionen Jahren. Doch innerhalb der letzten 2 bis 3 Millionen Jahre kam es bisher sechsmal zu ausgeprägten Gletschervorstößen, den sog. Glazialen, die etwa 100 Tausend Jahre andauerten und von den Warmzeiten, den sog. Interglazialen abgelöst wurden. Das letzte, auch als Weichsel-Würm-Kaltzeit bezeichnete Glazial begann etwa vor 115 Tausend Jahren und endet vor nunmehr 11 Tausend Jahren.

Die Ursachen dieser Vereisungszyklen waren zu Beginn des 20. Jahrhunderts ungeklärt. Milankovich lehrte zu Beginn des ersten Weltkrieges angewandte Mathematik in Belgrad und wurde aufgrund seiner serbischen Herkunft 1914 in Budapest interniert. Ihm wurde jedoch erlaubt, in der Bibliothek der Ungarischen Akademie der Wissenschaften zu forschen und so veröffentlichte er 1920 seine Theorie der heute nach ihm benannten Milankovich-Zyklen.

Die Erde beschreibt auf ihrem Weg um die Sonne keine perfekte Kreisbahn, sondern eine schwache Ellipse. Diese Ellipse schwankt in einem Zeitraum von etwa 100 Tausend Jahren zwischen einer eher kreisförmigen und einer eher elliptischen Bahn. Dadurch verändert sich der Abstand, den die Erde im Laufe eines Jahres zur Sonne einnimmt. Zudem schwankt die Neigung der Erdachse in einem Zeitraum von etwa 41 Tausend Jahren, wodurch die Jahreszeiten entsprechend verstärkt oder abgeschwächt werden. Und schließlich torkelt die Erdachse in einer als Präzession bezeichneten Kreiselbewegung durch den Weltraum. Jedoch ist die Periode dieser Schwankung mit 26 Tausend Jahren ebenfalls sehr lang.

Alle diese Schwankungen überlagern sich und führen zu einer komplizierten und sehr langsamen Veränderung der solaren Einstrahlung auf die Erde. Milankovich war der erste, der durch ein mathematisches Modell einen Zusammenhang zwischen diesen auch als Orbitalparameter bezeichneten Variationen der Sonneneinstrahlung und den Klimaschwankungen der vergangenen etwa zwei Millionen Jahre herstellen, und somit die Abfolge der Glaziale und Interglaziale erklären konnte.

Nach der Theorie der Milankovich-Zyklen lässt sich auch Abschätzen, dass die nächste Eiszeit in etwa 4 bis 55 Tausend Jahren beginnen sollte. Jedoch wird sich dieser Termin durch den menschgemachten Treibhauseffekt vermutlich nach hinten verschieben. Manche Wissenschaftler sind sogar der Ansicht, dass das Klimasystem durch die menschlichen Eingriffe so nachhaltig beeinflusst wird, dass keine weiteren Eiszeiten mehr geben wird. Sie legen deswegen auch nahe, ein neues geologisches Zeitalter, das Anthropozän einzuläuten.

Donnerstag, 17.Januar 2013

Tim Staeger, ARD-Wetterredaktion

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