Känozoikum

Klimaänderungen im Känozoikum

Temperatur des tiefen Ozeans in den letzten 65 Millionen Jahren.

Im Känozoikum oder der Erdneuzeit, die vor 65 Millionen Jahre begann, hat sich das globale Klima von einem sehr warmen Zustand mit eisfreien Polen in ein sehr kaltes Klima mit polaren Eiskappen und massiven kontinentalen Eisschilden verwandelt. Dieser Prozess verlief nicht ohne deutliche Schwankungen und war erst im gegenwärtigen Eiszeitalter abgeschlossen. Zu Beginn des Känozoikums stieg die Temperatur zunächst deutlich an, möglicherweise als Erholung aus den Folgen eines großen Meteoriteneinschlags, denen wahrscheinlich auch die Dinosaurier der Kreidezeit zum Opfer fielen. Vor etwa 50 Millionen Jahre v.h. hatte di4eser Ansteig seinen Höchstwert erreicht. Knapp 20 Millionen Jahre später gab es dann einen gewaltigen Temperatursturz, der mit der Bildung des antarktischen Eisschildes zugleich den Beginn der känozoischen Vereisung der Erde markiert. Seit ungefähr 15 Millionen Jahre v.h. bewegt sich das Erdklima nahezu kontinuierlich auf die kalten Verhältnisse des Quartärs zu, und seit 7-8 Millionen Jahren v.h. fängt auch die Nordhemisphäre in den nördlichen Breiten und Hochgebirgsregionen allmählich an zu vereisen, beginnend mit der Bildung des grönländischen Inlandeises.

Ursachen der Klimaänderungen

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Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in den letzten 60 Millionen Jahren.

Worin liegen die Ursachen der Klimaschwankungen und besonders der allgemeinen Abkühlung des Erdklimas im Känozoikum? Über die gesamte Zeit des Känozoikums geht es um Klimaänderungen auf Zeitskalen von Jahrmillionen, z.B. um Abkühlungstrends über 20 Millionen Jahre und mehr. Solche Änderungstrends haben ihre Ursache im wesentlichen in plattentektonischen Verschiebungen von Kontinenten. Dadurch ändert sich die Verteilung von Land und Meer, Gebirge entstehen oder flache Meere verschwinden unter Landmassen. Im Känozoikum setzte sich die Öffnung des Atlantiks fort, die Meeresverbindungen um die Antarktis öffnete und erweiterte sich, und gegen Ende der Epoche schloss sich die mittelamerikanischen Landbrücke. Ein wichtiger Prozess war die Kollision Indiens mit Asien und die nachfolgende Aufwölbung des Himalayas und des tibetanischen Plateaus. Diese tektonischen Vorgänge haben die Meeresströmungen beeinflusst, die Eisbildung und damit die Albedo, die atmosphärische Zirkulation und den hydrologischen Zyklus. Und sie sind wesentlich verantwortlich für Ausgasungen von CO₂ durch Vulkanismus und Bindung von Kohlendioxid durch Verwitterungsprozesse.

Klimaantrieb im Känozoikum durch Sonne, Albedo und Treibhausgase in den letzten 65 Millionen Jahren.

Große tektonische Veränderungen vollzogen sich im Känozoikums allerdings nicht mehr. Die Erde besaß schon zu Beginn des Zeitraums im wesentlichen die heutige Verteilung von Land und Meer. Es gab jedoch noch wichtige Gebirgsbildungsprozesse. Der damit verbundene Vulkanismus ist vermutlich für die anfängliche deutliche Erwärmung bis 50 Millionen Jahre v.h. verantwortlich. Er ließ den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in den ersten 30 Millionen Jahren von etwa 1000 ppm auf über 1500 ppm um 50 Millionen Jahre v.h. steigen.

Für einzelne Effekte haben wahrscheinlich auch lokale plattentektonische Veränderungen eine Rolle gespielt. So ist die antarktische Eisbildung wahrscheinlich auch durch die Öffnung der ozeanischen Passage zwischen Antarktis und Südamerika mit verursacht worden, durch die die Antarktis thermisch isoliert wurde. Und der Beginn des gegenwärtigen Eiszeitalters steht wohl auch mit der Schließung der mittelamerikanischen Landbrücke in Beziehung, durch die Meeresströmungen so weit bis in den Nordatlantik umgelenkt wurden, dass genügend Feuchtigkeit für die Bildung von großen Eismassen zur Verfügung stand.

Andere Faktoren wie die Solarstrahlung oder die Albedo spielten entweder keine oder für das gesamte Känozoikum nur eine untergeordnete Rolle. Die Intensität der Sonnenstrahlung hat mit der allgeminen Abkühlung im Känozoikum gar nichts zu tun. Sie nahm in den letzten 65 Millionen Jahren sogar geringfügig zu. Auch die Albedo der Erdoberfläche veränderte sich über lange Zeiträume kaum, hatte dann aber ab ca. 15 Millionen Jahre v.h. etwa den gleichen Anteil an der weiteren Abkühlung der Erde wie die Treibhausgase.