Drei Schritte vom Treib- zum Kühlhaus

Vor gut 33 Millionen Jahren veränderte sich das Erdklima drastisch: Während vorher viele Jahrmillionen ein schwülwarmes Treibhausklima dominiert hatte, bildete sich damals erstmalig ein Eisschild in der Antarktis. Der Meeresspiegel sank und die Kohlendioxid-Konzentration in der Luft nahm stark ab. Der Übergang erfolgte in drei Schritten, die jeweils wenige tausend Jahre dauerten, berichten nun Forscher um die Amerikanerin Miriam Katz.
Bislang ließ sich die Abfolge der Ereignisse nicht genau nachvollziehen. Wie stark sich Meeresspiegel, Eisvolumen und Temperaturen änderten, war ebenfalls unklar. Katz und ihre Kollegen verglichen nun Bohrproben aus der Tiefsee mit Daten aus dem Flachwasser vor der Küste Alabamas, um den Kühlprozess besser zu verstehen.

Ihren Ergebnissen zufolge vollzog sich der Übergang in drei und nicht in zwei separaten Schritten, wie man bislang angenommen hatte. Vor 33,8 Millionen Jahren gab es einen ersten Ausflug ins Kühlhaus, die Temperaturen am Meeresboden nahmen um zwei Grad Celsius ab und der Meeresspiegel sank um 30 Meter, weil sich in der Antarktis ein Eisschild bildete. Nach kurzer Zeit kehrten aber wieder Verhältnisse wie zuvor ein.

Ein zweiter Kälteeinbruch, der ebenfalls mit kühleren Wassertemperaturen und Eiswachstum verbunden war, ereignete sich vor 33,63 Millionen Jahren. Diese Frostperiode war bislang noch unbekannt. Vor 33,54 Millionen Jahren vollzog sich dann endgültig der Übergang zur Eiszeit-Welt. Die Wassertemperaturen fielen um weitere zwei Grad Celsius, und der Meeresspiegel sank um 40 bis 50 Meter.

Die Forscher um Katz kommen zu dem Schluss, dass der Eisschild in der Antarktis nach dem Übergang etwa ein Viertel größer war als heute. Der Meeresspiegel sank insgesamt um 105 Meter ab. Die Ursache für den drastischen Klimawechsel konnten die Forscher aber nicht identifizieren. Als möglicher Auslöser gilt unter anderem die Öffnung der Drake Passage, wodurch sich die Antarktis von Südamerika trennte und klimatisch isoliert wurde. In der Diskussion sind aber auch Veränderungen der Erdbahn oder eine Verringerung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre.

Nach der Abkühlung blieb das Klima über Jahrmillionen zwar generell kühl, aber variabel. In manchen Zeiten verschwand das Eis wieder fast vollständig von der Erde. In der Arktis kam es erstmals vor 2,6 Millionen Jahren zu einer größeren Vereisung. Seitdem wechselt das Klima regelmäßig zwischen ausgedehnten Eiszeiten und kurzen Zwischeneiszeiten.
Miriam Katz (Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York) et al.: Nature Geoscience, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/ngeo179

Ute Kehse


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