Quelltext der Seite Beginn des Eiszeitalters

[[Bild:Temp_60Mio.jpg|thumb|420px|Temperatur des tiefen Ozeans in den letzten 65 Millionen Jahren.]]
[[Bild:CO2_60Mio.jpg|thumb|420px|Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in den letzten 60 Millionen Jahren.]]
Die Erde hat sich schon lange vor Beginn des [[Eiszeitalter]]s mit ähnlichen [[Erdbahnparameter|Schwankungen um die Sonne]] bewegt wie in den letzten drei Millionen Jahren. Warum hat dann aber das gegenwärtige Eiszeitalter erst vor 2,7 Mill. Jahren eingesetzt? Dafür werden vor allem zwei Ursachen diskutiert.

== Die CO<sub>2</sub>-Abnahme ==

Die bedeutendste Ursache ist wahrscheinlich die veränderte Zusammensetzung der Atmosphäre seit dem frühen [[Känozoikum]].<ref name="Ruddiman 2010">Ruddiman, W.F. (2010): A Paleoclimatic Enigma?, Science 328, 838-839</ref> Am Beginn des Känozoikums vor 50-60 Millionen Jahren lag der [[Kohlendioxid|CO<sub>2</sub>]]-Gehalt bei 1000-1500 ppm (ein Wert, der nach dem extremen [[IPCC]]-[[Klimaszenarien|Szenario]] A1Fl bis zum Jahr 2100 erreicht werden könnte). Vor 10-20 Millionen Jahren v.h. war dieser Wert auf 350-400 ppm gesunken und ging dann zwischen 5 und 2 Mio. Jahren v.h. auf weniger als 300 ppm zurück.<ref name="Sarntheim 2011">Sarnthein, M. (2011): Beginn der großen Vereisung im Quartär und und zur Rolle von Ozean und CO<sub>2</sub>, in: José L. Lozán et al. (Hrsg.): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen und Risiken. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg, 120-125</ref> Die letzte [[Geschichte der Erdatmosphäre|Absenkung des Kohlendioxidgehalts der Atmosphäre]] hatte eine Abkühlung auf Grönland um 2-3 °C zur Folge. Als Begründung für den CO<sub>2</sub>-Rückgang werden verschiedene Vorgänge angenommen. Durch große Gebirgsbildungsprozesse, vor allem die Aufwölbung des Himalayas und des tibetischen Plateaus, der zentralen Anden mit dem Altiplano und der kanadischen Rocky Mountains, wurde ab etwa 36 Millionen Jahre v.h. Kohlendioxid bei Verwitterungsprozessen in hohen Maßen aus der Atmosphäre gebunden und dem Ozean zugeführt. Damit begann eine tendenzielle Abkühlung, die zunächst die Bildung des [[Antarktischer Eisschild|antarktischen Eisschildes]] einleitete und später zur Vereisung der Nordhalbkugel geführt haben soll.
[[Bild:Panama Hypothese.jpg|thumb|420px|Folgen der Umlenkung des Golfstroms]]

== Die Schließung der mittelamerikanischen Landbrücke ==

Auch die Schließung der mittelamerikanischen Landbrücke, die bereits vor 13 Millionen Jahre begann und vor 2,7 Millionen Jahren nahezu beendet war, wird als Ursache für den Beginn des Eiszeitalters diskutiert.<ref name="Ruddiman 2010" /><ref name="Sarntheim 2011" /> Hierdurch entstand erst die heute das nordatlantische Klima bestimmende [[Thermohaline Zirkulation der Vergangenheit|Thermohaline Zirkulation]] mit [[Golfstrom|Golf-]] und [[Globales_Förderband#Nordatlantikstrom|Nordatlantikstrom]].<ref>Haug, G., R. Tiedemann und R. Zahn (2002): Vom Panama-Isthmus zum Grönlandeis, Spektrum der Wissenschaft Dossier 1/2002, 50-52; Driscoll, N.W. and G.H. Haug (1998): A Short Circuit in Thermohaline Circulation: A Cause for Northern Hemisphere Glaciation?, Science 282, 436-438; Haug, G.H. and R. Tiedemann (1998): Effect of the formation of the Isthmus of Panama on Atlantic Ocean thermohaline circulation, Nature 393, 673-676</ref> Das [[Meeresströmungen|ozeanische Strömungssystem]], das bis dahin zwischen den beiden amerikanischen Kontinenten den Atlantik mit dem Pazifik verband, organisierte sich neu und nahm das heutige Aussehen im Nordatlantik an. Dadurch wurde wie in der Gegenwart warmes und salzreiches Wasser weit nach Norden transportiert, die [[Verdunstung]] in den höheren nördlichen Breiten verstärkt und [[Wasserdampf]] zunehmend über die großen Landmassen transportiert. Damit war genügend Feuchtigkeit in der Atmosphäre zur Bildung von großen Eismassen vorhanden. Die verminderte [[Sonnenenergie|Sonneneinstrahlung]] der nächsten "kühlen" Phase der Milankovitch-Zyklen sorgte dann dafür, dass der [[Niederschlag]] als [[Schnee]] auf die Landflächen der höheren Breiten fiel und auch im Sommer zu einem großen Teil liegen blieb. Und als Folge entwickelten sich die ersten großen [[Eisschilde]] auf der Nordhalbkugel, und der Beginn des [[Eiszeitalter|Pleistozäns]] war eingeleitet.

Wahrscheinlich lässt sich der Beginn des Eiszeitalters jedoch nicht auf einen einzigen tektonischen Vorgang zurückführen.<ref>Ravelo, A.C. et al. (2004): Regional climate shifts caused by gradual global cooling in the Pliocene epoch, Nature 429, 263-267</ref> Weitere Vorgänge spielten möglicherweise ebenfalls eine Rolle, so die Anhebung großer Landmassen in kühlere Zonen der Atmosphäre oder die allmähliche plattentektonische Verschiebung der Kontinenten der Nordhalbkugel Richtung Pol. So verursachten vor ungefähr 5 Millionen Jahren Prozesse im Erdmantel eine Anhebung von Ostgrönland um mehr als 3000 m, und plattentektonische Bewegungen seit 60 Millionen Jahren bewirkten eine Verschiebung der Lage Grönlands Richtung Pol.<ref>Steinberger, et al. (2014): The key role of global solid-Earth processes in preconditioning Greenland's glaciation since the Pliocene, Terra Nova, DOI: 10.1111/ter.12133</ref>

== Feedbackprozesse ==

Hinzu kamen verschiedene Feedbackprozesse, vor allem der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-Albedo-Effekt]]. Die zunehmenden Eis- und Schneeoberflächen reflektieren mehr Sonnenstrahlung als Land- oder Wasseroberflächen, so dass es zu einer verstärkten Abkühlung kommt. Wenn Eisschilde wachsen, sinkt zudem der Meeresspiegel, weil Wasser in Eis gebunden wird. So lag der Meeresspiegel während des Höhepunkts der letzten Eisszeit um 120 m tiefer als heute.  Dadurch werden große Landgebiete freigelegt, die zuvor unter Wasser waren. Auf ihnen breitet sich in niederen und mittleren Breiten Vegetation aus, die sehr viel CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre aufnimmt, wodurch die Atmosphäre sich ebenfalls abkühlt. In höheren Breiten kommt es wegen der niedrigen Temperaturen eher zu einem Rückgang der Vegetationsbedeckung, wodurch mehr Staubaerosole in die Atmosphäre gelangen, die Sonnenstrahlung reflektieren und für eine weitere Abkühlung sorgen. Die kältere Atmosphäre führt auch zu einer Abkühlung des Ozeans. Ein kälterer Ozean nimmt aber mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf als ein wärmerer Ozan, wodurch sich die Atmosphäre erneut abkühlt.<ref name="Hausfather 2021">Hausfather, Z. (2021): [https://www.carbonbrief.org/explainer-how-the-rise-and-fall-of-co2-levels-influenced-the-ice-ages Explainer: How the rise and fall of CO<sub>2</sub> levels influenced the ice ages], CarbonBrief</ref> 

Möglicherweise hat aber schon vor Beginn des eigentlichen Eiszeitalters das wachsende Eis der Antarktis mit zu dessen Entstehung beigetragen, indem es für eine Umverteilung der Wärme in den Ozeanen gesorgt hat.<ref name="McKay 2014">McKay, R. (2014): Did Antarctica initiate the ice age cycles?, Science 346, 812-813</ref> Im späten [[Känozoikum|Pliozän]], 3,3 bis 2,6 Mio Jahre vh., kühlte sich das Klima der Erde erneut ab und führte zu einer weiteren Ausdehnung des [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschildes]]. Zugleich kühlte sich das Tiefenwasser des Nordatlantiks um ca. 2 °C ab, während sich dasjenige des Nordpazifiks um ca. 1,5 °C erwärmte. Das sollte eigentlich dazu führen, dass durch das [[Globales Förderband|Globale Förderband]] mehr salzreiches, relativ warmes Wasser vom tiefen Atlantik im Südlichen Ozean an die Oberfläche gelangte und in den Pazifik transportiert würde, wo es auch die Atmosphäre erwärmte. Dieser Vorgang wurde jedoch dadurch unterbunden, dass sich um den Antarktischen Eisschild herum auch das [[Meereis]] stark ausdehnte und verhinderte, dass das warme Atlantikwasser aufsteigen und seine Wärme an die Atmosphäre abgeben konnte. Das warme und salzreiche Wasser wurde stattdessn in den tiefen Pazifik abgedrängt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Böse, M. (2015): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/das-eis-der-erde/kapitel-2-3-der-beginn-des-gegenwaertigen-eiszeitalters/ Der Beginn des gegenwärtigen Eiszeitalters]. In: Lozán, J. L., H. Grassl, D. Kasang, D. Notz & H. Escher-Vetter (Hrsg.). [http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/eis-der-erde/ Warnsignal Klima: Das Eis der Erde.] pp. 43-50.
* M. Sarnthein (2013): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/weltmeer/diemeere_kap3_2/ Beginn der großen Vereisungen im Quartär und zur Rolle von Ozean und CO2], in: J. Lozan: [http://www.warnsignale.uni-hamburg.de/?page_id=307 WARNSIGNAL KLIMA: Die Meere – Änderungen & Risiken]

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Unterrichtsmaterial=[[Eiszeitalter: Arbeitsblatt]]
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