Eiszeit - Definition und Bedeutung

Als Eiszeit (Glazial) bezeichnet man eine über mehrere Jahrhunderte oder Jahrtausende anhaltende Periode stark reduzierter Temperaturen auf der Erde, bei der es zu einer starken Ausbreitung der kontinentalen Eisschilde kommt. Das Gegenteil einer Eiszeit heißt Warmzeit oder Interglazial.

Siehe ebenso: Glaziologie

Die Suche nach den Ursachen für Eiszeiten gehört ebenso heute obendrein zu den spannendsten Herausforderungen für die Paläoklimatologie. Seit ungefähr 1 Millionen Jahren ist es weltweit nicht nur bedeutend kühler, sondern das Klima wechselt ebenso unter zwei Extremen, den Eiszeiten (Glazialen) und Warmzeiten (Interglazialen) mit einer Periode von ungefähr 100.000 Jahren. Das letzte glaziale Maximum (LGM) war vor ungefähr 21.000 Jahren, es gab bis zu 3 km mächtige Eisschilde, zum Beispiel im heutigen Ostseeraum und dem Kanadischen Schild, der Meeresspiegel lag 130 m unter dem heutigen Niveau, die globale Durchschnittstemperatur war 5 bis 6°C niedriger. Aus den Gaseinschlüssen in polarem Eis weiß man, dass die atmosphärische Konzentration der Treibhausgase Kohlendioxid (CO₂) nur 70% und Methan (CH₄) nur 50% des vorindustriellen Wertes betrug (CO₂ im LGM 200 ppmv, vorindustriell 288; heute 370; CH₄ im LGM 350 ppbv, vorindustriell 750, heute 1750). Heute werden ungefähr 10% der Erdoberfläche von Eis bedeckt. Am Höhepunkt der letzten Eiszeit waren es 32%, allerdings ist die Veränderung in der Antarktis im Vergleich zur Arktis nicht so dramatisch. Man nimmt an, dass dies vor allem darauf zurückzuführen ist, dass der Eisaufbau auf dem Land und flachen Schelfen der Nordhemisphäre effektiver ist als in zirkumantarktischen Ozeangebieten.

Bei den Eiszeiten breiteten sich im Innern weniger hundert Jahre die Eismassen von Arktis, Antarktis und den Gebirgen stark aus und bedeckten große Teile Europas, Asiens, Japans und Nordamerikas. Zu den Spuren der Eiszeiten gehören zum Beispiel Moränen, Gletscherschrammen und Findlinge. Auch die heutigen Gletscher sind Reste der letzten Vereisungen. Durch die Bildung kontinentaler Eismassen wurde den Meeren massiv Wasser entzogen, wodurch viele Landbrücken entstanden und Meere wie die Nordsee und das Mittelmeer trocken fielen.

In Mitteleuropa werden die Eiszeiten nach Flüssen benannt, die im allgemeinen die weiteste Ausdehnung der Eisschilde angeben. In Süddeutschland ging die Vereisung von den Alpengletschern aus, in Norddeutschland kam das Eis aus dem baltischen Raum. Deswegen werden im Alpenraum und Norddeutschland unterschiedliche Flüsse zur Namensgebung synchroner Vereisungen verwendet.

Die Eiszeiten Mitteleuropas wurden benannt nach Flüssen des süddeutschen bzw norddeutschen Raumes.

Alle Eiszeiten hatten erhebliche Auswirkungen auf die Fauna und Flora ihrer Zeit. Charakteristisch waren ungefähr Tiere wie Mammuts, Mastodonten, Säbelzahntigern, Höhlenlöwen, Höhlenbären und zusätzlichen Formen. Auch lebten der Homo heidelbergensis, der Neandertaler und der Homo sapiens bzw. in Europa während der Eiszeiten.

Auch die ältere Erdgeschichte ist durch das Auftreten bedeutender Vereisungsphasen geprägt. Die so genannte "Schneeball Erde"-Theorie geht davon aus, dass die Erde in ihrer Frühzeit vor ungefähr 700 bis 600 Millionen Jahren mehrmals fast komplett von Eis bedeckt war, was die Entstehung des Lebens weit hinauszögerte. Klimamodelle der frühen Erde unterstützen diese Theorie mittlerweile zunehmend. Die Vermutung einer Eiszeit als Ursache für das Artensterben zu Beginn des Mesozoikums wurde dagegen mittlerweile widerlegt.

Die Suche nach den Ursachen für die zyklisch auftretenden Eiszeiten und Warmzeiten ist eng mit den Namen James Croll und Milutin Milankovitch verbunden. Beide hatten Ideen des Franzosen Joseph Alphonse Adhémar zusätzlichentwickelt, wonach Veränderungen der Erdbahngeometrie für wiederkehrende Eiszeiten verantwortlich waren. Die Veränderung der Erdbahngeometrie andererseits wird durch wechselseitige Gravitationskräfte im System Sonne, Erde, Mond hervorgerufen. Durch diese Gravitationskräfte ändert sich die Form der elliptischen Erdumlaufbahn um die Sonne mit einer Periode von ungefähr 100 000 Jahren (Exzentrizität), die Neigung der Erdachse zur Umlaufbahn mit einer Periode von ungefähr 40 000 Jahren (Schiefe der Ekliptik), während die Tag-Nacht-Gleiche auf der elliptischen Umlaufbahn ungefähr nach 20 000 Jahren dieselbe Position auf der Ellipse einnimmt (Präzession). Durch diese so genannten Milankovitch-Zyklen verändert sich die Verteilung der Sonnenenergie auf der Erde. Angeregt durch den deutschen Meteorologen Wladimir Peter Köppen formulierte Milankovitch 1941 in seiner Arbeit "Der Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitproblem" die Hypothese, dass eine Eiszeit jederzeitdann auftritt, wenn die Sommersonneneinstrahlung in hohen nördlichen Breiten minimal wird. Kühle Sommer sind nach Köppen für den Eisaufbau entscheidender als kalte Winter. Milankovitch suchte also dort nach den Ursachen für Eiszeiten, wo sie am offensichtlichsten sind, in den hohen nördlichen Breiten.

In jüngster Zeit gerät die Milankovitch-Theorie jederzeitmehr in die Kritik. Die Idee von einer wichtigen Rolle der Tropen und der Südhemisphäre bei Eiszeit-Warmzeit-Wechseln gewinnt seit Ende der 90er Jahre zunehmend an Bedeutung. Statt eines Antriebs in hohen nördlichen Breiten allein muss nun von Veränderungen des globalen Strahlungshaushalts ausgegangen werden. Komplexe interne Wechselwirkungen durch ozeanische und atmosphärische Zirkulation - vor allem im Zusammenhang mit dem Golfstrom, die Wirkung der Treibhausgase und andere Prozesse führen zu einem komplizierteren Mechanismus zur Steuerung von Eiszeit-Warmzeit-Wechseln.

Siehe ebenso: Glazial, Klimageschichte, Globale Erwärmung, Kleine Eiszeit, Golfstrom

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