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Für die jüngste Eiszeit siehe: Quartäre Eiszeit.
Zur letzten Kälteperiode in dieser Eiszeit siehe: Weichselien.
Für die Erkältungszeit im fünfzehnte bis einschließlich der neunzehntes Jahrhundert, sehen: Kleine Eiszeit.

Das Ende des Eiskappe auf Grönland in der Nähe von Kangerlussuaq. Eine Eiszeit ist eine Periode, in der Eiskappen an Land auftreten. Das Auftreten von Eiskappen auf Grönland bedeutet, dass wir per Definition in einer Eiszeit leben.

EIN Eiszeit oder Vereisung ist ein geologische Epoche in welchem Polkappen Aussehen. In der Geologie wird es im Allgemeinen einfach als a . bezeichnet Eiszeit. Um Verwechslungen mit dem Begriff zu vermeiden Gletscher, in dem Klimatologie, Physische Geographie und Quartärgeologie, die "Eiszeit" genannt wird, ist es angemessener, von einer Eiszeit zu sprechen. Eine Eiszeit ist eine Periode innerhalb einer Eiszeit, in der die Klima auf Boden war deutlich kälter als heute. Während einer Eiszeit wechseln sich Gletscher ab mit Zwischeneiszeit (wärmere Perioden wie die Gegenwart Holozän). In diesem Artikel wird der Begriff „Eiszeit“ nur als Synonym für Eiszeit verwendet.

Da derzeit beispielsweise Eiskappen auf Grönland und Antarktis, wir leben jetzt in einer Eiszeit: die Quartär. Im gesamten geologischen Gebiet gibt es Geschichte der Erde Die Eiszeit ist mindestens fünfmal aufgetreten.

Die Ursachen für das Auftreten von Eiszeiten sind komplex und vielfältig. Generell kann man sagen, dass die Lage der Kontinente, die Zusammensetzung der Atmosphäre und astronomische Variationen die wichtigsten Faktoren sind. Aber die Umstände sind für jede Eiszeit anders und manchmal lassen sich spezifische Ursachen aufzeigen. Eiszeiten haben in der Regel weitreichende Folgen für die Umgebung auf der Erde, sowohl aus geologischer als auch aus biologischer Sicht. Normalerweise die Schweizer Louis Agassiz gilt als geistiger Vater des Eiszeitkonzepts, obwohl sein Werk teilweise auf den Erkenntnissen seiner Zeitgenossen beruhte.

Terminologie und Anerkennung

EIN tillite im Heckenmark, Norwegen. Ablagerungen wie diese belegen das Vorkommen von Eisschilden in der fernen geologischen Vergangenheit.^[1]

Der allgemeine Begriff Eiszeit bezieht sich auf einen längeren Zeitraum der geologischen Geschichte, in dem Eisschilde auf der Erde aufgetreten sind. Die heute unterschiedenen Eiszeiten haben eine Länge von mehreren Millionen Jahren.^[2] Der Begriff Gletscher wird verwendet, um Kälteperioden innerhalb einer Eiszeit anzuzeigen, in denen sich das Landeis stark ausdehnte.^[3] Es wird angenommen, dass Glaziale mehrere Zehntausend Jahre überdauert haben. Die kalten Gletscher wechseln sich mit wärmeren ab Zwischeneiszeit. Es Epoche was wir jetzt leben, das Holozän, ist eine Zwischeneiszeit. Der zyklische Wechsel innerhalb einer Eiszeit zwischen Eiszeiten und Zwischeneiszeiten wird gesteuert durch controlled astronomische Parameter.^[4] Bis heute werden Glaziale nur in den Pleistozän- unterscheiden. Glaziale wiederum werden manchmal unterteilt in Stadien und Zwischenstadien.^[5]

Eiszeiten sind in der geologisches Archiv erkannt durch das Auftreten von Gletschersediment. Für voreiszeitliche Eiszeiten Känozoikum betrifft es generell generally Aufzüge, Jene sind versteinert, schlecht sortiert glaziale Sedimente.^[6] Insbesondere von Gletschern im Meer abgelagerte Sedimente (sog Glaciomarin Sedimente) sind eine wertvolle Informationsquelle, da sie eher über lange Zeiträume erhalten bleiben als terrestrisch Einlagen.^[7] Die Hinweise auf die Eisbedeckung im Känozoikum sind vielfältiger und enthalten neben glazialen Ablagerungen wie Till auch tiefeMarine Sediment aus Tiefseekerne viel Information. Aus dem Quartär stammen auch viele Gletscher Landschaftsformen bekannt, die wichtige Belege für die Wirkung von Gletscherprozesse und sogar aus dem Ordovizium stammen typische Landformen wie such eskers und Drumlins gut erhalten.^[8]

Quartäre Eiszeit

sehen Quartäre Eiszeit für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Aktuelle Ausdehnung des Landeises auf der Nordhalbkugel (schwarz) und maximale Ausdehnung während des Quartärs (grau).

Während des gesamten Quartär (ab 2.588 ma bis heute) ist von einer Eiszeit die Rede, die manchmal einfach als . bezeichnet wird die Eiszeit bezeichnet ist. Die Quartäre Eiszeit ist eine verstärkte Fortsetzung der Spätkänozoische Eiszeit. Während das Landeis vor 2,588 Millionen Jahren hauptsächlich auf die Antarktis beschränkt war, ist das Quartär durch die periodischen und sehr großräumigen Vergletscherungen des Nördliche Hemisphäre. Während der Eiszeiten bildeten sich Eisschilde, die große Teile Nordamerikas und Europas bedeckten. Das Landeis ging während der Zwischeneiszeiten zurück, verschwand aber nicht, wie an den aktuellen Eisschilden der Antarktis und Grönlands zu sehen ist. Während der letzten Eiszeit, die Weichselien, erstreckten sich die Eisschilde bis nach Dänemark, Norddeutschland und Polen. Das Landeis erreichte die Niederlande in den beiden vorherigen Eiszeiten, dem Saalien und der Elsterien. Belgien war während des Quartärs bisher nicht von Eis bedeckt.

Eiszeiten vor dem Quartär

Obwohl die Quartäre Eiszeit der breiten Öffentlichkeit wahrscheinlich am besten bekannt ist, sind Eiszeiten auch aus früheren Perioden bekannt. Eine etwas grobe Unterteilung führt zu fünf Eiszeiten. Zwei davon sind in der Proterozoikum und drei in der Phanerozoikum.^[6] Es gibt auch Hinweise auf eine Eiszeit in der Archäisch, insbesondere Ablagerungen aus dem südlichen Afrika legen dies stark nahe, ansonsten bleibt jedoch vieles über das Vorkommen von Eisschilden in den frühesten Epochen der Erdgeschichte unklar.^[8] Es Mesozoikum (die Zeit, als Dinosaurier auf der Erde waren) wird traditionell als eine ausgesprochen warme Zeit angesehen, jedoch wurde kürzlich vorgeschlagen, dass auch damals eine Eisbedeckung aufgetreten sein könnte, aber das wird noch diskutiert.^[9]

Eiskappen am Äquator

Beide Späte proterozoische Eiszeit als die Frühe proterozoische Eiszeit wird von einigen Geologen mit der Schneeball-Erde-Theorie.^[10][11][12] Diese Theorie besagt, dass bestimmte Eiszeiten so stark waren, dass die Eisschilde des Polen bis zum Äquator bedeckte fast die ganze Erde. Vor allem von der Kryogenium Es gibt starke Beweise dafür, dass es in den Tropen Eisschilde auf Meereshöhe gab, aber Beweise für das Auftreten von Eisschilden in der Nähe der Pole aus der gleichen Zeit fehlen noch. Eine alternative Hypothese zur Erklärung dieser Phänomene ist, dass die Erdachse war damals stark gekippt (es wird davon ausgegangen, dass die Schräglage mehr als 54°), wodurch die Pole wärmer sind als der Äquator.^[13]

Ursachen

Wir verstehen einfach nicht, wie das Klima der Erde seinen Gletscherzustand erreichen kann

— Wally Broecker^[18]

Es wird angenommen, dass eine Eiszeit durch das Zusammentreffen geologischer und klimatischer Bedingungen verursacht wird. Eiskappen können sich nur bilden, wenn in einem Gebiet über einen längeren Zeitraum mehr Schnee fällt als dieser schmilzt. Dies erfordert ausreichende Niederschläge (insbesondere in den Winter) und die Temperatur sollte nicht zu hoch sein (besonders im Sommer-).^[19] Die spezifischen Bedingungen, die zur Bildung großer Eisschilde führen, können von einer Eiszeit zur anderen variieren, aber eine Reihe von Bedingungen wird oft als Erklärung für das Auftreten von Eiszeiten angesehen:

1. Die Lage der Kontinente.
2. Eine niedrige Konzentration CO₂ in dem Atmosphäre.
3. Astronomische Variationen.

Lage der Kontinente

Die Bildung des Isthmus von Panama am Ende des Pliozäns, die Verbindung zwischen den Pazifik und Karibisches Meer aus. Dies führte wahrscheinlich zu großen Veränderungen in der Ozeanzirkulation.

Gletscherlandschaft in Bhutan. Die Bildung des Tibetisches Hochland und der Himalaya im Känozoikum könnte bei der Abkühlung seit dem Eozän eine Rolle gespielt haben.

Als Folge der Plattentektonik Veränderung Kontinente ständig fehl am Platz. Dieser Prozess von Kontinentalverschiebung bewegt sich langsam, ist aber auf einer geologischen Zeitskala, also über mehrere Millionen Jahre, von großer Bedeutung. Die unterschiedliche Lage der Kontinente in der Vergangenheit wurde anhand von paläogeografisch Rekonstruktionen sind obsolet geworden und spielen eine wichtige Rolle bei der Erklärung des Auftretens von Eiszeiten.

• Eisschilde können sich nur bilden, wenn Kontinente auf oder in der Nähe der Polen denn Eiskappen bilden sich nur an Land. Während der Phanerozoikum Es gibt keine Beweise für das Vorhandensein von Landeis in Zeiten, in denen es keine Landmasse in der Nähe der Pole gab. Die Lage der Kontinente in der Arktis kann jedoch nicht die einzige Erklärung für das Auftreten von Eiszeiten sein, da z Kreide es gab tatsächlich Kontinente in der Nähe der Pole, aber es gibt keine Hinweise auf eine Eisbedeckung während dieser Zeit.^[20]
• Ein weiterer Punkt ist, dass auch die Lage der Kontinente Ozeanzirkulation beeinflusst. Wann Landengen Formen, wie bei Panama geschah zwischen Süd- und Nordamerika in der Pliozän, die einen großen Einfluss auf die globalen Zirkulationssysteme im Ozean haben können. Diese bestimmen den Feuchtigkeits- und Wärmetransport von niedrig nach hoch Breiten. Wenn mehr Feuchtigkeit zu den Stangen transportiert wird, kann dies zu mehr Schneefall und zur Bildung von Eiskappen führen. Eine geringere Wärmebewegung in Richtung der Pole kann zu einer geringeren Schnee- und Eisschmelze führen. Letzteres war wahrscheinlich der Fall, als die Antarktis am Ende des Eozän von Südamerika getrennt und es bildete sich eine starke kalte Strömung im Südlicher Ozean entwickelt und dadurch die Antarktis wärmeisolierend.^[21]

Atmosphärenzusammensetzung

Die Zusammensetzung der Atmosphäre beeinflusst die Temperatur auf der Erde durch die Treibhauseffekt und wird in der Erdgeschichte durch eine Reihe von Prozessen beeinflusst:

• Vulkanische Aktivität hat einen signifikanten Einfluss auf die Konzentration von Treibhausgase (wie CO₂) in der Atmosphäre. Die Geschwindigkeit von ozeanische Ausbreitung entlang Mittelozeanische Rücken bestimmt teilweise den Grad des Vulkanismus in einer bestimmten Epoche. Ist die Ausbreitungsrate relativ hoch, dann gibt es entlang der mittelozeanischen Rücken eine stark erhöhte vulkanische Aktivität und Subduktionszonen, mit viel CO₂ veröffentlicht. Infolgedessen wird die Temperatur auf der Erde in Zeiten hoher Ausbreitungsgeschwindigkeit (wie der Kreidezeit) höher sein als in Zeiten relativ langsamer Ausbreitung (wie dem Quartär).^[22]
• Das Ausmaß der Aufnahme von CO₂ aus der Atmosphäre von chemische Verwitterung von Silikate wirkt sich auch auf die Stärke des Treibhauseffekts aus. Bei der chemischen Verwitterung von Silikatgesteinen (wie Granit) wird zu Netto-CO₂ der Atmosphäre entzogen.^[23] Durch Maureen Raymo Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die erhöhte Rate der chemischen Verwitterung aufgrund von Berggebäude als Erklärung für das Auftreten von Eiszeiten.^[24] Wenn sich neue Gebirgszüge bilden, werden große Mengen an Gesteinsoberfläche und Erosion und Verwitterung ausgesetzt. Es wird vermutet, dass so viel CO₂ der Atmosphäre entzogen wird, soll es einen wesentlichen Einfluss auf das Klima haben. Nach dieser Hypothese würden Eiszeiten hauptsächlich in Perioden mit Perioden auftreten Kontinentalkollision und man sieht zum Beispiel einen Zusammenhang zwischen den Spätkänozoische Eiszeit und der Alpine Orogenese.^[25][26][27]
• Das Vorhandensein von Leben auf der Erde hat das Klima beeinflusst und hängt mit dem Auftreten bestimmter Eiszeiten zusammen. Im Zentrum steht dabei die Aufnahme von CO₂ durch Photosynthese durch Pflanzen und andere autotroph Organismen. Wenn diese Organismen anschließend im Sediment begraben werden, beträgt das Netto-CO₂ der Atmosphäre entzogen. Während der Devon und Karbon verursachten die Entstehung von Landpflanzen in Kombination mit einem hohen Sedimentationsrate von organischem Material sicherstellen, dass die CO .-Konzentration₂ in der Atmosphäre stark zurückgegangen. Auch das Auftreten von Landpflanzen hat die chemische Verwitterung von Silikaten stark erhöht, da die Wurzeln der Pflanzen Stoffe absondern, die den Verwitterungsprozess fördern. Diese Episode gilt als Ursache für die Spätpaläozoische Eiszeit geliefert.^[28] Die Beziehung zwischen Biosphäre und das Klima ist durch James Lovelock weiter ausgearbeitet im Gaia-Hypothese.^[29]

Siehe auch: Kohlenstoffzyklus

Astronomische Variationen

Auch astronomische Schwankungen beeinflussen das Erdklima und damit das Auftreten von Eiszeiten. So wird die Sonneneinstrahlung beispielsweise durch zyklische Veränderungen der Erdbahn (die sogenannten Milanković-Parameter) und durch Variationen in der Aktivität der Sonne.

Reflexionsgrad (Albedo) verschiedener Oberflächentypen, ein höherer Wert bedeutet, dass mehr Sonnenstrahlung direkt reflektiert wird.

• Der Einfluss astronomischer Zyklen (wie der Milanković-Parameter) ist auf der relativ kurzen Zeitskala besonders deutlich. Es ist beispielsweise allgemein anerkannt, dass die Variationen der Eis- und Zwischeneiszeiten während des Quartärs hauptsächlich von Milanković-Parametern bestimmt werden. Dass es auch astronomische Zyklen mit viel längeren Zeiträumen gibt, die auf geologisch langen Zeitskalen einen spürbaren Einfluss auf das Klima haben, ist schwieriger plausibel zu machen, wurde aber suggeriert. Dabei handelt es sich um zyklische Veränderungen der Galaktischer kosmischer Strahlenfluss, die mit paläoklimatischen Variationen auf der Phanerozoikum-Zeitskala korrelieren.^[30]
• Die Aktivität der Sonne hat einen großen Einfluss auf das Klima der Erde, es wird angenommen, dass die Sonne in der fernen geologischen Vergangenheit weniger aktiv war als heute. Dies ist wahrscheinlich einer der Gründe, warum es im Paläoproterozoikum eine Eiszeit gab, obwohl die CO .-Konzentration₂ in der Atmosphäre war um ein Vielfaches höher.^[31]

Feedback

Die oben genannten Prozesse werden erweitert durch Feedback-Mechanismen. Ein Beispiel dafür sind die Änderungen in Reflexionsvermögen (Albedo), die die Bildung eines Eisschildes zur Folge hat. Durch das Vorhandensein großer Flächen mit weißem Eis und Schnee wird mehr Sonnenstrahlung reflektiert, was zu einer Abkühlung führt. Infolgedessen führt die Bildung eines Eisschildes zu einem kälteren Klima.^[32][33] Eiskappen können auch atmosphärische Zirkulation ändern, weil sie einen großen Einfluss auf regionale Linderung. Die veränderte atmosphärische Zirkulation kann das Wachstum von Eiskappen begünstigen, beispielsweise weil der Niederschlag zunimmt oder weniger warme Luft zugeführt wird. Dieser Vorgang könnte aber theoretisch auch den gegenteiligen Effekt haben.^[34]

Auswirkungen

Eiszeiten haben sowohl geologische als auch biologische Konsequenzen.

Geologische Folgen

Aufgrund der großen Wassermengen, die in Eisschilden gespeichert sind, haben Eiszeiten einen großen Einfluss auf die globalen Klimaveränderungen eustatischMeeresspiegel.

Biologische Folgen

Es wird auch allgemein angenommen, dass Eiszeiten angesichts der großen Umweltveränderungen, die sie verursachten, eine Rolle bei der Entwicklung des Lebens auf der Erde spielten. So ist das Erscheinen der ersten komplexen vielzelligen Lebensformen, der pädiatrische Biota, wurde mit dem Ende der späten proterozoischen Eiszeit im Ediacara in Verbindung gebracht.^[35] Ebenfalls Massenaussterben werden manchmal mit dem Auftreten von Eiszeiten in Verbindung gebracht, z Massensterben im späten Ordovizium.^[36] Verschiedene Phasen in der Entwicklung von Säugetiere während des Känozoikums können mit den Phasen innerhalb der känozoischen Eiszeit korreliert werden.^[37]

Historische Entwicklung

Felsbrocken Barnim, Norddeutschland. Das Auftreten von Felsbrocken war mit Theorien auf der Grundlage der Flut schwer zu erklären.

Verhinderung von Gletscherphänomenen, wie z Felsbrocken, wurde traditionell erklärt von Mythologie. In Norwegen wurde beispielsweise davon ausgegangen, dass Troll hatte sich bei Streitigkeiten mit großen Felsbrocken beworfen, die so über das Land verstreut wurden. Die ersten Wissenschaftler, die solchen Phänomenen Aufmerksamkeit schenkten, gingen davon aus, dass die Sintflut sollte die zugrunde liegende Ursache gewesen sein. Im Laufe der Zeit kamen jedoch immer mehr Wissenschaftler zu dem Schluss, dass große Felsbrocken nicht allein durch fließendes Wasser hätten transportiert werden können. Um dieses Problem zu lösen, Charles Lyell im Jahr 1830, dass solche Felsbrocken während der Flut von . mitgeschleppt worden sein müssen Eisberge. Das Sediment, das auf diese Weise abgelagert worden wäre, war Drift erwähnt und die Theorie Drifttheorie.

Das Gletschertheorie, die das Auftreten von Drift durch die Einwirkung von Landeis erklärt, hat seinen Ursprung im Alpen. Große Felsbrocken und Felsflächen mit Gletscherkratzer sind häufige und auffällige Phänomene in den Alpen. Es gibt auch viele Gletscher zu finden. Bereits Ende des 18. Jahrhunderts wurden diese beiden Phänomene unter anderem durch den Schweizer Juristen Bernhard Friedrich Kühn und den schottischen Geologen verbunden James Hutton. Zwischen 1815 und 1833 war der Schweizer Ingenieur Ignaz Venetz umfangreiche Beweise für das Vorkommen größerer Gletscher in der Vergangenheit. 1829 schlug er vor, dass einst dicke Gletscher über dem over Jura wir sehen uns im Europäische Ebene erreicht hatte. 1834, Venetz' Kollege Johann von Charpentier untermauern diese Theorie, indem sie der Schweizerischen Naturwissenschaftlichen Gesellschaft einen Vortrag widmen.

Louis Agassiz (1809-1873)

Ähnliche Ideen wurden zur gleichen Zeit in anderen Teilen Europas entwickelt. So sieht der norwegische Geologe Jens Esmark bereits 1824 Beweise für eine weit verbreitete Landeisbedeckung in Nordeuropa vorlegen. In Deutschland war es Albrecht Reinhard Bernhardi, der das Vorhandensein von skandinavischen Gesteinen weit von ihrem Ursprung mit der Aussage erklärte, dass einst eine "polare Eiskappe" erreichte Süddeutschland erreicht hatte. Der Botaniker Karl Friedrich Schimper hatte auch Boulder studiert und führte daraufhin den Begriff ein der Eiszeit, in einem Gedicht, das er 1837 anlässlich des Gedenkens an Galilei Geburtstag.

Schimper teilte seine Schriften, in denen er postulierte, dass große Teile Asiens, Europas und Nordamerikas einst mit Eis bedeckt waren, mit den Schweizern Louis Agassiz. Agassiz hatte bereits Charpentiers Vorlesung besucht, hatte sich aber damals noch entschieden gegen die vorgeschlagenen Theorien ausgesprochen. Agassiz erholte sich jedoch nach einer Feldforschung mit Charpentier im Jahr 1836. Von da an bekehrte er sich und wurde ein leidenschaftlicher Propagandist der Eiszeittheorie. 1837 hielt er einen Vortrag vor der Schweizerischen Gesellschaft für Naturwissenschaften, in dem er das Auftreten der "Großen Eiszeit" durch das Wirken der weltweiten Klimawandel. Mit "Études sur les glaciers" veröffentlichte Agassiz 1840 eine revolutionäre Studie über das Auftreten von Eiszeiten. Er verteidigte die Gletschertheorie sowohl in Europa als auch in Nordamerika mit solcher Inbrunst, dass er Gletscherevangelist wurde erwähnt, aber auch Vater der Gletschertheorie. Agassiz überzeugte nicht sofort alle; die wissenschaftliche debatte über die eiszeiten dauerte noch mehrere jahrzehnte an. In den späten 1800er Jahren wurde jedoch die Idee, dass die Erde in der Vergangenheit von riesigen Eisschilden bedeckt war, unter ernsthaften Wissenschaftlern weithin akzeptiert.^[38]

Die Ablagerungen und Landschaftsformen, die Agassiz und seine Zeitgenossen untersuchten, wurden im Pleistozän gebildet. Die ersten Hinweise auf eine frühere großflächige Eisbedeckung wurden 1859 sowohl in Australien als auch in Indien gefunden. Einige Jahre später wurden auch in Schottland, Kanada, Südafrika und Brasilien glaziale Ablagerungen gefunden, die deutlich vor dem Pleistozän liegen. Dies widersprach der damals populären Vorstellung, dass sich die Erde im Laufe der Erdgeschichte allmählich abgekühlt habe. Die Veröffentlichungen von Arthur Philemon Coleman Tilliten des frühen 20. Jahrhunderts aus dem Paläoproterozoikum in Kanada können sogar als revolutionär bezeichnet werden, da sie zeigten, dass bereits in der frühesten Erdgeschichte sehr kalte Bedingungen vorherrschten.^[6]

Siehe auch

• Gletscherkinematik
• Gletscherdynamik
• Gletschereis
• Commission Internationale des Glaciers
• Niederländisches Polarprogramm
• Niederländische Forschungsstation Antarktis

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