Es gab lange Zeiträume in der Geschichte der Erde, in denen der gesamte Planet warm war - vom Äquator bis zu den Polen. Es gab aber auch Zeiten, in denen die Gletscher die Regionen erreichten, die derzeit als gemäßigte Zonen eingestuft sind. Die Veränderung dieser Zeiträume war höchstwahrscheinlich zyklisch. In warmen Zeiten konnte es relativ wenig Eis geben, und es wurde nur in den Polarregionen oder auf den Berggipfeln gefunden. Ein wichtiges Merkmal von Eiszeiten ist, dass sie die Natur der Erdoberfläche verändern: Jede Vereisung beeinflusst das Aussehen der Erde. Diese Änderungen können für sich genommen klein und unbedeutend sein, sind jedoch dauerhaft.
Geschichte der Eiszeiten
Wir wissen nicht genau, wie viele Eiszeiten es in der Geschichte der Erde gab. Wir kennen mindestens fünf, möglicherweise sieben Eiszeiten, beginnend mit dem Präkambrium, insbesondere: vor 700 Millionen Jahren, vor 450 Millionen Jahren (ordovizische Zeit), vor 300 Millionen Jahren - der permisch-karbonischen Vereisung, einer der größten Eiszeiten. Auswirkungen auf die südlichen Kontinente. Die südlichen Kontinente beziehen sich auf das sogenannte Gondwana - einen alten Superkontinent, zu dem die Antarktis, Australien, Südamerika, Indien und Afrika gehörten.
Die jüngste Vereisung bezieht sich auf die Zeit, in der wir leben. Die Quartärperiode des Känozoikums begann vor etwa 2,5 Millionen Jahren, als die Gletscher der nördlichen Hemisphäre das Meer erreichten. Die ersten Anzeichen dieser Vereisung gehen jedoch auf die Antarktis vor 50 Millionen Jahren zurück.
Die Struktur jeder Eiszeit ist periodisch: Es gibt relativ kurze warme Epochen und längere Vereisungsperioden. Kälteperioden sind natürlich nicht allein das Ergebnis der Vereisung. Vereisung ist die sichtbarste Folge von Kälteperioden. Es gibt jedoch ziemlich lange Intervalle, die trotz fehlender Gletscher sehr kalt sind. Beispiele für solche Regionen sind heute Alaska oder Sibirien, wo es im Winter sehr kalt ist, aber es gibt keine Vereisung, da es nicht genügend Niederschläge gibt, um genügend Wasser für die Bildung von Gletschern bereitzustellen.
Entdeckung der Eiszeiten
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Wir wissen, dass es seit Mitte des 19. Jahrhunderts Eiszeiten auf der Erde gibt. Unter den vielen Namen, die mit der Entdeckung dieses Phänomens verbunden sind, wird Louis Agassiz, ein Schweizer Geologe, der Mitte des 19. Jahrhunderts lebte, normalerweise zuerst genannt. Er studierte die Gletscher der Alpen und stellte fest, dass sie einst viel umfangreicher waren als heute. Das bemerkte nicht nur er. Insbesondere Jean de Charpentier, ein weiterer Schweizer, bemerkte dies ebenfalls.
Es ist nicht verwunderlich, dass diese Entdeckungen hauptsächlich in der Schweiz gemacht wurden, da es in den Alpen noch Gletscher gibt, die jedoch ziemlich schnell schmelzen. Es ist leicht zu erkennen, dass die Gletscher, sobald sie viel größer waren, nur die Schweizer Landschaft, die Täler (Gletschertäler) usw. betrachten. Es war jedoch Agassiz, der diese Theorie erstmals 1840 vorstellte und im Buch Étude sur les glaciers veröffentlichte. Später, 1844, entwickelte er diese Idee im Buch Système glaciare. Trotz anfänglicher Skepsis wurde den Menschen im Laufe der Zeit klar, dass dies tatsächlich der Fall war.
Mit dem Aufkommen der geologischen Kartierung, insbesondere in Nordeuropa, wurde klar, dass die Gletscher früher riesig waren. Zu dieser Zeit gab es umfangreiche Diskussionen darüber, wie sich diese Informationen auf die Sintflut beziehen, da es einen Konflikt zwischen geologischen Beweisen und biblischen Lehren gab. Gletscherablagerungen wurden ursprünglich als deluvial bezeichnet, da sie als Beweis für die Flut angesehen wurden. Erst später wurde bekannt, dass eine solche Erklärung nicht passte: Diese Ablagerungen zeugen von einem kalten Klima und einer ausgedehnten Vereisung. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde klar, dass es viele Gletscher gab und nicht einen, und von diesem Moment an begann sich dieses Gebiet der Wissenschaft zu entwickeln.
Eiszeitforschung
Geologische Hinweise auf Eiszeiten sind bekannt. Der Hauptbeweis für Gletscher sind charakteristische Ablagerungen von Gletschern. Sie sind im geologischen Bereich in Form von dick geordneten Schichten spezieller Ablagerungen (Sedimente) - Diamicton - erhalten. Dies sind einfach Gletscheransammlungen, aber sie umfassen nicht nur Gletscherablagerungen, sondern auch Drifts von Schmelzwasser, die durch seine Bäche, Gletscherseen oder Gletscher gebildet werden, die sich ins Meer bewegen.
Es gibt verschiedene Arten von Gletscherseen. Ihr Hauptunterschied besteht darin, dass sie ein von Eis umschlossenes Gewässer sind. Wenn wir zum Beispiel einen Gletscher haben, der in ein Flusstal mündet, blockiert er das Tal wie ein Korken in einer Flasche. Wenn Eis das Tal blockiert, fließt der Fluss natürlich immer noch und der Wasserstand steigt an, bis er über die Ränder fließt. So entsteht durch direkten Kontakt mit Eis ein Gletschersee. Es gibt bestimmte Sedimente, die in solchen Seen enthalten sind, die wir identifizieren können.
Aufgrund der Art und Weise, wie Gletscher schmelzen, schmilzt das Eis jedes Jahr, abhängig von saisonalen Temperaturänderungen. Dies führt zu einer jährlichen Zunahme kleinerer Sedimente, die unter dem Eis in den See fallen. Wenn wir dann in den See schauen, sehen wir dort Schichten (rhythmisch geschichtete Sedimente), die auch unter dem schwedischen Namen Varve bekannt sind, was jährliche Akkumulation bedeutet. So können wir tatsächlich die jährliche Schichtung in den Gletscherseen sehen. Wir können diese Widerhaken sogar zählen und herausfinden, wie lange dieser See schon existiert. Im Allgemeinen können wir mit Hilfe dieses Materials viele Informationen erhalten.
In der Antarktis können wir riesige Eisschelfs sehen, die vom Land ins Meer absteigen. Und natürlich schwimmt Eis, so dass es auf dem Wasser bleibt. Während es schwimmt, trägt es Kieselsteine und kleinere Ablagerungen mit sich. Aufgrund der thermischen Wirkung des Wassers schmilzt das Eis und verwirft dieses Material. Dies führt zur Bildung des Prozesses des sogenannten Rafting von Felsen, die in den Ozean gehen. Wenn wir fossile Ablagerungen aus dieser Zeit sehen, können wir herausfinden, wo sich der Gletscher befand, wie weit er sich erstreckte und so weiter.
Ursachen von Gletschern
Forscher glauben, dass Eiszeiten auftreten, weil das Erdklima von der ungleichmäßigen Erwärmung seiner Oberfläche durch die Sonne abhängt. So sind beispielsweise die Äquatorregionen, in denen die Sonne fast senkrecht über dem Kopf steht, die wärmsten Zonen, und die Polarregionen, in denen sie sich in einem großen Winkel zur Oberfläche befindet, sind die kältesten. Dies bedeutet, dass der Unterschied in der Erwärmung verschiedener Teile der Erdoberfläche die ozeanisch-atmosphärische Maschine antreibt, die ständig versucht, Wärme von den Äquatorregionen auf die Pole zu übertragen.
Wenn die Erde eine gewöhnliche Kugel wäre, wäre diese Übertragung sehr effektiv und der Kontrast zwischen dem Äquator und den Polen ist sehr gering. Dies war in der Vergangenheit der Fall. Aber da es jetzt Kontinente gibt, behindern sie diese Zirkulation und die Struktur ihrer Flüsse wird sehr komplex. Einfache Strömungen werden zurückgehalten und verändert - zum großen Teil aufgrund der Berge, was zu den heutigen Zirkulationsmustern führt, die die Passatwinde und Meeresströmungen bestimmen. Zum Beispiel verbindet eine der Theorien darüber, warum die Eiszeit vor 2,5 Millionen Jahren begann, dieses Phänomen mit dem Aufstieg des Himalaya-Gebirges. Der Himalaya wächst immer noch sehr schnell und es stellt sich heraus, dass die Existenz dieser Berge in einem sehr warmen Teil der Erde Dinge wie das Monsunsystem kontrolliert. Der Beginn der quaternären Eiszeit ist auch mit der Schließung der Landenge von Panama verbunden. Dies verbindet den Norden und Süden Amerikas, wodurch die Wärmeübertragung vom äquatorialen Pazifik zum Atlantik verhindert wurde.
Wenn die Lage der Kontinente relativ zueinander und relativ zum Äquator eine effiziente Zirkulation ermöglichen würde, würde es Wärme an den Polen geben und relativ warme Bedingungen würden auf der gesamten Erdoberfläche bestehen bleiben. Die von der Erde aufgenommene Wärmemenge wäre konstant und würde sich nur geringfügig ändern. Da unsere Kontinente jedoch ernsthafte Hindernisse für den Verkehr zwischen Nord und Süd darstellen, haben wir ausgeprägte Klimazonen. Dies bedeutet, dass die Pole relativ kalt und die Äquatorregionen warm sind. Wenn alles so geschieht, wie es jetzt ist, kann sich die Erde aufgrund von Schwankungen in der Menge der Sonnenwärme ändern, die sie empfängt.
Diese Variationen sind fast vollständig konstant. Der Grund dafür ist, dass sich mit der Zeit die Erdachse ändert, ebenso wie die Erdumlaufbahn. Angesichts dieser komplexen Klimazonen können Änderungen der Umlaufbahn zu langfristigen Klimaänderungen führen, die zu Klimaschwankungen führen. Aus diesem Grund haben wir keine kontinuierliche Vereisung, sondern Vereisungsperioden, die durch warme Perioden unterbrochen werden. Dies geschieht unter dem Einfluss von Orbitalveränderungen. Die jüngsten Orbitalveränderungen werden als drei separate Ereignisse angesehen: ein 20.000 Jahre langes, das zweite 40.000 Jahre lange und das dritte 100.000 Jahre alte.
Dies führte zu Abweichungen im Muster der zyklischen Klimaveränderungen während der Eiszeit. Die Vereisung entstand höchstwahrscheinlich in dieser zyklischen Periode von 100.000 Jahren. Die letzte interglaziale Epoche, die so warm war wie die jetzige, dauerte ungefähr 125.000 Jahre, und dann kam die lange Eiszeit, die ungefähr 100.000 Jahre dauerte. Wir leben jetzt in einer anderen interglazialen Ära. Diese Zeit wird nicht ewig dauern, daher erwartet uns in Zukunft die nächste Eiszeit.
Warum gehen die Eiszeiten zu Ende?
Orbitalveränderungen verändern das Klima, und es stellt sich heraus, dass Eiszeiten durch Wechsel von Kälteperioden, die bis zu 100.000 Jahre dauern können, und Warmperioden gekennzeichnet sind. Wir nennen sie glaziale (glaziale) und interglaziale (interglaziale) Epochen. Die interglaziale Ära ist normalerweise durch ungefähr die gleichen Bedingungen gekennzeichnet, die wir heute beobachten: hoher Meeresspiegel, begrenzte Vereisungsgebiete und so weiter. Natürlich und jetzt gibt es Gletscher in der Antarktis, in Grönland und an anderen ähnlichen Orten. Im Allgemeinen sind die klimatischen Bedingungen jedoch relativ warm. Dies ist die Essenz des Interglazials: hoher Meeresspiegel, warme Temperaturbedingungen und ein im Allgemeinen ziemlich ausgeglichenes Klima.
Während der Eiszeit ändert sich die durchschnittliche Jahrestemperatur jedoch erheblich. Vegetative Zonen müssen sich je nach Hemisphäre nach Norden oder Süden bewegen. Regionen wie Moskau oder Cambridge werden zumindest im Winter unbewohnt. Obwohl sie im Sommer aufgrund des starken Kontrasts zwischen den Jahreszeiten bewohnt werden können. Aber was tatsächlich passiert: Die Kältezonen dehnen sich erheblich aus, die durchschnittliche Jahrestemperatur sinkt und die klimatischen Bedingungen werden insgesamt sehr kalt. Während die größten Gletscherereignisse zeitlich relativ begrenzt sind (vielleicht um 10.000 Jahre), kann die gesamte lange Kälteperiode 100.000 Jahre oder länger dauern. So sieht die glazial-interglaziale Zyklizität aus.
Aufgrund der Länge jeder Periode ist es schwierig zu sagen, wann wir die aktuelle Ära verlassen werden. Dies ist auf die Plattentektonik zurückzuführen, die Position der Kontinente auf der Erdoberfläche. Derzeit sind Nordpol und Südpol isoliert: Die Antarktis liegt am Südpol und der Arktische Ozean im Norden. Aus diesem Grund gibt es ein Problem mit der Wärmezirkulation. Bis sich die Lage der Kontinente ändert, wird diese Eiszeit fortgesetzt. Aufgrund langfristiger tektonischer Veränderungen kann davon ausgegangen werden, dass es in Zukunft weitere 50 Millionen Jahre dauern wird, bis signifikante Veränderungen eintreten, die es der Erde ermöglichen, die Eiszeit zu verlassen.
Geologische Folgen
Dies setzt riesige Bereiche des Festlandsockels frei, die jetzt überflutet sind. Dies würde zum Beispiel bedeuten, dass es eines Tages möglich sein wird, von Großbritannien nach Frankreich, von Neuguinea nach Südostasien zu gehen. Einer der kritischsten Orte ist die Beringstraße, die Alaska mit Ostsibirien verbindet. Es ist ziemlich flach, ungefähr 40 Meter. Wenn also der Meeresspiegel auf hundert Meter abfällt, wird dieses Gebiet zu Land. Dies ist auch deshalb wichtig, weil Pflanzen und Tiere durch diese Orte wandern und in Regionen gelangen können, in die sie heute nicht gelangen können. Die Kolonisierung Nordamerikas hängt also von der sogenannten Beringia ab.
Tiere und die Eiszeit
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass wir selbst die „Produkte“der Eiszeit sind: Wir haben uns während dieser Zeit weiterentwickelt, damit wir sie überleben können. Es geht jedoch nicht um Einzelpersonen, sondern um die gesamte Bevölkerung. Das Problem heute ist, dass es zu viele von uns gibt und unsere Aktivitäten die natürlichen Bedingungen erheblich verändert haben. Unter natürlichen Bedingungen haben viele Tiere und Pflanzen, die wir heute sehen, eine lange Geschichte und überleben die Eiszeit perfekt, obwohl es solche gibt, die sich leicht entwickeln. Sie migrieren, passen sich an. Es gibt Gebiete, in denen Tiere und Pflanzen die Eiszeit überlebt haben. Diese sogenannten Refugien befanden sich weiter nördlich oder südlich ihrer derzeitigen Verbreitung.
Infolge menschlicher Aktivitäten starben einige der Arten oder starben aus. Dies geschah auf allen Kontinenten, mit der möglichen Ausnahme von Afrika. Eine große Anzahl großer Wirbeltiere, nämlich Säugetiere sowie Beuteltiere in Australien, wurden von Menschen ausgerottet. Dies wurde entweder direkt durch unsere Aktivitäten wie die Jagd oder indirekt durch die Zerstörung ihres Lebensraums verursacht. Die Tiere, die heute in nördlichen Breiten leben, haben in der Vergangenheit im Mittelmeer gelebt. Wir haben diese Region so sehr zerstört, dass es für diese Tiere und Pflanzen sehr schwierig sein wird, sie wieder zu besiedeln.
Folgen der globalen Erwärmung
Unter normalen geologischen Bedingungen wären wir bald wieder in der Eiszeit. Aber wegen der globalen Erwärmung, die eine Folge menschlicher Aktivitäten ist, verschieben wir sie. Wir werden es nicht vollständig verhindern können, da die Gründe, die es in der Vergangenheit verursacht haben, noch heute bestehen. Die menschliche Aktivität, ein von der Natur unvorhergesehenes Element, beeinflusst die Erwärmung der Atmosphäre, was möglicherweise bereits zu einer Verzögerung des nächsten Gletschers geführt hat.
Der Klimawandel ist heute ein sehr dringendes und aufregendes Thema. Wenn die grönländische Eisdecke schmilzt, steigt der Meeresspiegel um sechs Meter. In der Vergangenheit, während der vorigen interglazialen Ära, die vor etwa 125.000 Jahren stattfand, schmolz die grönländische Eisdecke stark und der Meeresspiegel stieg um 4 bis 6 Meter höher als heute. Dies ist natürlich nicht das Ende der Welt, aber es ist auch keine vorübergehende Komplikation. Am Ende hat sich die Erde von Katastrophen erholt, sie wird diese überleben können.
Die langfristigen Aussichten für den Planeten sind nicht schlecht, aber für den Menschen ist das eine andere Sache. Je mehr wir forschen, desto besser verstehen wir, wie sich die Erde verändert und wohin sie führt, desto besser verstehen wir den Planeten, auf dem wir leben. Dies ist wichtig, da die Menschen endlich anfangen, über die Veränderung des Meeresspiegels, die globale Erwärmung und die Auswirkungen all dieser Dinge auf die Landwirtschaft und die Menschen nachzudenken. Vieles davon hängt mit dem Studium der Eiszeiten zusammen. Durch diese Forschung lernen wir die Mechanismen von Gletschern kennen und können dieses Wissen proaktiv nutzen, um zu versuchen, einige dieser Veränderungen, die wir selbst verursachen, abzumildern. Dies ist eines der Hauptergebnisse und eines der Ziele der Eiszeitforschung.
Die Hauptfolge der Eiszeit sind natürlich die riesigen Eisplatten. Woher kommt das Wasser? Natürlich aus den Ozeanen. Und was passiert während der Eiszeiten? Durch Niederschläge an Land bilden sich Gletscher. Aufgrund der Tatsache, dass das Wasser nicht in den Ozean zurückkehrt, sinkt der Meeresspiegel. Während der schwersten Gletscher kann der Meeresspiegel um mehr als hundert Meter fallen.
