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Astronomie+Physik Erde+Klima

Keine Schneeball-Erde

Vor mehr als 600 Millionen Jahren herrschten zwar extrem frostige Zeiten auf der Erde, aber der Planet verwandelte sich wohl nicht komplett in einen weißen Schneeball. Am Rand der Kontinente schoben sich Gletscher wiederholt ins eisfreie Meer und zogen sich wieder zurück, ähnlich wie in den vergangenen 15 Millionen Jahren in der Antarktis. Zu diesem Ergebnis kommen die britischen Forscher Philip Allen und James Etienne.

Die beiden Wissenschaftler untersuchten verschiedene Gesteinsformationen aus dem so genannten Cryogenium, einem Zeitalter, das vor 840 Millionen Jahren begann und vor 635 Millionen Jahren endete. Nach bisheriger Ansicht gab es in diesem Zeitalter mindestens zwei Schneeball-Episoden, die jeweils etwa zehn Millionen Jahre dauerten. Einer der Hauptbeweise dafür waren Gletscherablagerungen in den Tropen.

Klimamodelle zeigten, dass die Rückstreuung des Sonnenlichts durch die vereisten Kontinente zu einer Rückkopplung führte, die die Erde vollkommen erstarren ließ. Selbst die Ozeane verschwanden diesem Szenario zufolge unter einer kilometerdicken Eisschicht. Nach einigen Millionen Jahren, so die Idee der Schneeball-Verfechter, sammelte sich in der Atmosphäre so viel Kohlendioxid, dass es zu einem galoppierenden Treibhauseffekt kam. Dadurch taute das Eis auf einen Schlag weg, und in dem schwülen Saunaklima legten sich dicke Kalkkrusten auf den Gletscherschutt.

Allen und Etienne sehen aber Anzeichen dafür, dass die Meere nicht von Eis bedeckt waren. So entdeckten sie zum Beispiel im Norden des Sultanats Oman versteinerten Meeresboden mit Rippelmarken. Solche Rippel entstehen ausschließlich durch Wellenbewegungen im offenen Flachmeer, schreiben die Forscher. Sie seien ein Beweis dafür, dass es größere Flächen offenen Wassers gegeben haben müsse.

Ebenfalls im Oman fanden sie einen Kilometer dicke Ablagerungen aus dem Cryogenium, die auf vorrückende und sich zurückziehende Gletscher an einem Kontinentalrand schließen lassen. Ähnliche Ablagerungen seien heute am Rand der Antarktis zu finden, schreiben die Forscher. Sie schließen daraus, dass das Klima während des Cryogeniums ähnlich war wie während der vergangenen drei Millionen Jahre, in denen sich Kalt- und Warmzeiten periodisch abwechselten. Der Wasserzyklus sei nicht zum Erliegen gekommen, sondern habe wie gewöhnlich mit voller Kraft funktioniert.

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Allerdings seien die Eiszeiten des Cryogeniums wahrscheinlich extremer gewesen als alle späteren Frostperioden. Das lag zum einen daran, dass die Sonne damals noch schwächer strahlte. Vermutlich spielte zum anderen auch die Tatsache eine Rolle, dass es auf der Erde weder Tiere noch Pflanzen gab.

Die Forscher haben zwei mögliche Erklärungen dafür, warum die Erde trotz des Eises in den Tropen nicht zum Schneeball wurde: Die Erdachse könnte damals stärker gekippt gewesen sein, so dass die Jahreszeiten in niedrigen Breiten extremer ausfielen als heute in den Tropen. Oder der Kohlenstoffkreislauf funktionierte damals ganz anders als heute und schwankte ständig zwischen zwei Extremen.

Als das Cryogenium vor 635 Millionen Jahren endete, stieg der Meeresspiegel um 500 Meter. In der Nähe der Küsten legte sich eine dicke Süßwasserschicht auf das Meer, es gab starke Winde und heftige Niederschläge. In der wärmer werdenden Welt legte sich viel langsamer als bislang angenommen eine dicke Kalkschicht auf die Eiszeit-Ablagerungen. Kurz danach tauchten die ersten Tiere auf. Viele Forscher spekulieren, dass die Mega-Eiszeit der Evolution den entscheidenden Schub für diesen Entwicklungsschritt gab.

Philip Allen (Imperial College London) und James Etienne (Neftex Petroleum Consultants, Milton Park, Großbritannien).: Nature Geoscience, Online-Veröffentlichung vom 30. November 2008 Ute Kehse
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