Simulation: Was die Weltmeere gefrieren ließ

Zum Ende des Präkambriums vor rund 600 Millionen Jahren war die Erde von einer dicken Eisschicht überzogen. Selbst in den Tropen soll es damals Gletscher gegeben haben, die sich von den Gebirgen bis an den Meeresspiegel erstreckten. Wie sich die Erde in einen riesigen Schneeball verwandeln konnte, haben jetzt die Geologen David Pollard und James Kasting von der Pennsylvania State University mit Computer-Simulationen zu erklären versucht. Sie stellten ihr Modell auf der Frühjahrstagung der „American Geophysical Union“ in Boston vor.

Die Forscher gingen mit ihren Berechnungen einer Reihe bis heute offener Fragen nach. So ist etwa unbekannt, unter welchen Bedingungen sämtliche Meere hätten zufrieren können. Außerdem hätte der Eispanzer das Verdunsten von Wasser verhindert und damit auch Regenfälle unmöglich gemacht – Regen, den die Gletscher als „Nahrung“ für ihr Wachstum brauchten.

Um die Vorgänge im Präkambrium zu simulieren, griffen die Geologen zu einem Trick: Sie gaben als Ausgangspunkt für das Computer-Szenario vor, dass alle damaligen tropischen Landmassen von Anden-ähnlichen Gebirgsketten umgeben sein sollten. Der Hintergrund: Die Verwitterung von Silikat-Gestein in diesen Gebirgen hätte tatsächlich so stark sein können, dass dabei große Mengen atmosphärischen Kohlendioxids gebunden worden wären. Der Entzug von Kohlendioxid wiederum hätte die Atmosphäre erst langsam und dann immer schneller abgekühlt.

Schneeball Erde In der Simulation froren die Meere tatsächlich von den Polen her in Richtung Äquator ein. Weil das Eis die Sonnenstrahlen reflektierte anstatt sie zu absorbieren, beschleunigte sich der Abkühlungsprozess noch. Auf diese Weise rückten die Eisschollen von beiden Seiten bis an die 30. Breitengrade heran. „Von diesem Punkt an wurde die Lage instabil, das Klimasystem brach zusammen und die Erde entwickelte sich rapide zum Schneeball, dem die letzten Meere komplett zufroren“, glaubt Dr. Pollard.

Anschließend konnte nur noch sehr wenig Wasser verdunsten und die Niederschläge gingen auf wenige Millimeter im Jahr zurück. Dies sei aber immer noch ausreichend gewesen, um die Gletscher mit Regenwasser zu nähren, errechneten die Forscher. Der eisige Zustand habe laut Simulation vermutlich einige Millionen Jahre angedauert.

Unter Biologen und Klimaforschern ist die These vom „Schneeball Erde“ allerdings nicht unumstritten. Kritiker fragen, wie jene Pflanzen und Tiere die Eiszeit überstanden haben sollen, die nachweislich nicht ausgestorben sind. Hier bieten die Geologen zwei Möglichkieten an. So könnte zum einen das Eis in den Tropen nur wenige Meter dick gewesen sein. Damit wäre noch Sonnenlicht durch den Panzer gedrungen und das Leben im Meer wäre nicht ganz zum Stillstand gekommen. Zum anderen könnte es durchaus noch einige wenige Vulkane gegeben haben, deren Lavaströme dem Eis trotzten und in der Eiswüste grüne „Oasen“ entstehen ließen.

Forschung: Dr. David Pollard, Dr. James Kasting, Penn State College of Earth and Mineral Sciences‘ Environmental Institute

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