Plattentektonik
Einleitung
Die Verteilung von Land und Meer bestimmt entscheidend auch das gegenwärtige Klima auf der Erde. Sie prägt die Energietransporte auf der Erde, die atmosphärische und ozeanische Zirkulation, den Wasserkreislauf und nicht zuletzt die regionalen Klimaverhältnisse. Diese Verteilung hat im Laufe der Erdgeschichte bekanntlich nicht immer so ausgesehen wie gegenwärtig. Der Grund sind plattentektonische Prozesse, d.h. langsame Verschiebungen von Teilen der Erdkruste durch die Bewegung des darunter liegenden Magmas, durch die neue Kontinente und Ozeane entstanden, Hochgebirge und Tiefseegräben - mit Folgen auch für das Klima der Erde.
Plattentektonische Prozesse laufen sehr langsam über viele Millionen Jahre ab. Sie kommen daher auch nur als Ursachen für sehr langfristige Klimaänderungen in Frage. Allerdings ist die Plattentektonik in der Regel mit Rückkopplungsprozessen verbunden, die auch etwas schnellere Klimaänderungen bewirken können. So können bestimmte Prozesse wie das Abtauchen einer Platte unter eine andere mit Serien von Vulkanausbrüchen verbunden sein, die den CO2-Gehalt der Atmosphäre ansteigen lassen. Bei Gebirgsbildungen wiederum kann die chemische Verwitterung so stark angeregt werden, dass der CO2-Gehalt stark abfallen kann. Die Schließung oder Öffnung von Meeresarmen kann wiederum sowohl das ozeanische wie das atmosphärische Strömungssystem so verändern, dass der Transport von Wärme und Feuchtigkeit in völlig andere Richtungen gelenkt wird. Auch Albedo-Effekte, durch Ausbreitung oder Rückgang von Eis- oder Vegetationsflächen, spielt in diesem Zusammenhang eine Rolle.
Beispiele aus der Erdgeschichte
Die wahrscheinlich größte Vereisung der Erdgeschichte vor 580-750 Ma, die in die wissenschaftliche Diskussion unter dem Begriff "Schneeball Erde" eingegangen ist, ist vermutlich dadurch verursacht worden, dass der Superkontinent Rodinia zu dieser Zeit auseinander gebrochen ist.[1] Dadurch soll es aufgrund der neu entstandenen Küstenlage vieler Landstriche zu starken Niederschlägen gekommen sein, die ein Großteil des Kohlendioxids aus der Atmosphäre ausgewaschen haben sollen. Das von den Polen her wachsende Eis hat dann zu starken Eis-Albedo-Rückkopplungseffekten geführt, die bei einer um 6% niedrigeren Sonnenstrahlung zu der Vergletscherung geführt habe. Anschließend sollen dann vulkanische Aktivitäten den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre wieder auf 10% erhöht und die globale Durchschnittstemperatur auf 50 °C hochgetrieben haben.
Auch die Vereisung im Übergang vom Karbon zum Perm im Erdmittelalter vor etwa 300 Millionen Jahren wird auf plattentektonische Verhältnisse zurückgeführt. Der damalige Superkontinent Gondwana lag mit einem großen Teil am Südpol. Die relative tektonische Ruhe dämpfte den Vulkanismus. Hinzu kam die Ausbreitung der Pflanzendecke, die Kohlendioxid aus der Atmosphäre für die Photosysthese verbrauchte.
Auch in der Erdneuzeit, die vor etwa 65 Millionen Jahren begann, gab es noch wichtige plattentektonische Prozesse, auch wenn die Verteilung von Land und Meer schon fast das heutige Aussehen hatte. Ein wichtiger Prozess war die Kollision Indiens mit Asien und die nachfolgende Aufwölbung des Himalayas und des tibetanischen Plateaus. Der damit verbundene Vulkanismus ist vermutlich für die anfängliche deutliche Erwärmung bis 50 Millionen Jahre v.h. verantwortlich. Er ließ den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre von etwa 1000 ppm auf über 1500 ppm um 50 Millionen Jahre v.h. steigen. Ab etwa 36 Millionen Jahre v.h. bestimmten Verwitterungsprozesse in den neu gebildeten Hochgebirgen den Kohlendioxidgehalt und senkten ihn auf unter 500 ppm. Damit begann eine tendenzielle Abkühlung, die zunächst die Bildung des antarktischen Eisschildes einleitete, die noch durch die Öffnung des Meeres rund um die Antarktis begünstigt wurde. Möglicherweise war dann die Schließung der mittelamerikanischen Landbrücke ein wichtiger Faktor für die Vereisung der Nordhemisphäre und damit den Beginn des gegenwärtigen Eiszeitalters.
Einzelnachweise
- ↑ Hoffman, P.F., A.J. Kaufman, G.P. Halverson, and D.P. Schrag (1998): A Neoproterozoic Snowball Earth, Science 281, 1342-1346; Kerr, R.A. (2000): A Refuge for Life on Snowball Earth, Science 288, 1316; Hyde, W.T., T. J. Crowley, S.K. Baum, W.R. Peltier (2000): Neoproterozoic 'snowball Earth' simulations with a coupled climate/ice-sheet model, Nature405, 425 - 429; Lubick, N. (2002): Palaeoclimatology: Snowball fights, Nature 417, 12 - 13
Weblinks
- Superkontinent Wikipedia-Artikel über die Superkontinente der Erdgeschichte
- O. Bubenzer, U. Radtke (2007): Natürliche Klimaänderungen im Laufe der Erdgeschichte, aus: Wilfried Endlicher, Friedrich-Wilhelm Gerstengarbe: Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke, 17-26
- [1] Animation der Erdgeschichte (Urwelt-Museum Hauff)
| Dieser Artikel ist ein Originalartikel des Klima-Wiki und steht unter der Creative Commons Lizenz Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland. Informationen zum Lizenzstatus eingebundener Mediendateien (etwa Bilder oder Videos) können in den meisten Fällen durch Anklicken dieser Mediendateien abgerufen werden und sind andernfalls über Dieter Kasang zu erfragen. | 
|
