Wissenschaftler haben endlich eine seit langem bestehende Frage über die Rolle der Erdumlaufbahn bei der Steuerung der globalen Eiszeitzyklen geklärt.
In einer neuen Studie, die heute in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, konnte das Team der Universität Cardiff genau feststellen, wie das Kippen und Wackeln der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne das Schmelzen der Eisschilde auf der Nordhalbkugel in den letzten rund 2 Millionen Jahren beeinflusst hat.
Wissenschaftler sind sich seit langem darüber im Klaren, dass das Wachsen und Schwinden der massiven Eisschilde der nördlichen Hemisphäre auf Veränderungen der Geometrie der Erdumlaufbahn um die Sonne zurückzuführen ist.
Es gibt zwei Aspekte der Erdgeometrie, die das Abschmelzen von Eisschilden beeinflussen können: Schiefe Lage und Präzession.
Die Schiefe ist der Winkel, um den sich die Erde auf ihrer Reise um die Sonne neigt, und ist der Grund für die unterschiedlichen Jahreszeiten, die wir haben.
Die Präzession ist die Art und Weise, wie die Erde bei ihrer Drehung wackelt, ähnlich wie ein leicht außermittiger Kreisel. Der Winkel dieses Wackelns bedeutet, dass manchmal die nördliche Hemisphäre der Sonne am nächsten ist und manchmal die südliche Hemisphäre, was bedeutet, dass etwa alle 10.000 Jahre eine Hemisphäre wärmere Sommer hat als die andere, bevor sie wechselt.
Wissenschaftler haben festgestellt, dass die kombinierten Auswirkungen der Schiefe und der Präzession auf das Wachsen und Schwinden der Eisschilde der nördlichen Hemisphäre in den letzten Millionen Jahren durch komplizierte Wechselwirkungen innerhalb des Klimasystems zu Eiszeitzyklen von etwa 100 000 Jahren geführt haben.
Vor einer Million Jahren jedoch, im so genannten frühen Pleistozän, wurde die Dauer der Eiszeitzyklen nur durch die Schiefe gesteuert, und diese Eiszeitzyklen dauerten fast genau 41 000 Jahre.
Jahrzehntelang haben sich die Wissenschaftler gefragt, warum die Präzession in diesem Zeitraum keine wichtigere Rolle bei der Steuerung der Eiszeitzyklen gespielt hat.
In ihrer neuen Studie legt das Team der Universität Cardiff neue Beweise dafür vor, dass die Präzession während des frühen Pleistozäns tatsächlich eine Rolle spielte.
Ihre Ergebnisse zeigen, dass intensivere Sommer, die durch die Präzession ausgelöst werden, schon immer die Eisschilde der nördlichen Hemisphäre zum Schmelzen gebracht haben, aber vor 1 Million Jahren waren diese Ereignisse weniger verheerend und führten nicht zum vollständigen Zusammenbruch der Eisschilde.
Der Hauptautor der Studie, Professor Stephen Barker von der School of Earth and Environmental Sciences der Universität Cardiff, sagte: “Die Eisschilde des frühen Pleistozäns auf der Nordhalbkugel waren kleiner als ihre jüngeren Gegenstücke und auf höhere Breitengrade beschränkt, wo die Auswirkungen der Schiefe gegenüber der Präzession dominieren. Dies erklärt wahrscheinlich, warum es so lange gedauert hat, bis wir Beweise für den Präzessionseinfluss während des frühen Pleistozäns gefunden haben.
“Diese Ergebnisse sind der Höhepunkt einer großen Anstrengung, die mehr als 12 Jahre akribische Arbeit im Labor mit der Verarbeitung von fast 10.000 Proben und die Entwicklung einer Reihe neuer analytischer Ansätze umfasst. Dank dieser Arbeit können wir endlich ein langjähriges Problem der Paläoklimatologie lösen und letztlich zu einem besseren Verständnis des Klimasystems der Erde beitragen.
“Ein besseres Verständnis der Klimadynamik der Erde, selbst in der fernen Vergangenheit, ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir hoffen, Veränderungen im nächsten Jahrhundert und darüber hinaus vorhersagen zu können. Laufende Veränderungen mögen vom Menschen verursacht sein, aber es gibt nur ein Klimasystem, und wir müssen es verstehen.”
Datum: Mai 26, 2022
Quelle: Universität Cardiff
Journal Reference:
- Stephen Barker, Aidan Starr, Jeroen van der Lubbe, Alice Doughty, Gregor Knorr, Stephen Conn, Sian Lordsmith, Lindsey Owen, Alexandra Nederbragt, Sidney Hemming, Ian Hall, Leah Levay, M. A. Berke, L. Brentegani, T. Caley, A. Cartagena-Sierra, C. D. Charles, J. J. Coenen, J. G. Crespin, A. M. Franzese, J. Gruetzner, X. Han, S. K. V. Hines, F. J. Jimenez Espejo, J. Just, A. Koutsodendris, K. Kubota, N. Lathika, R. D. Norris, T. Periera dos Santos, R. Robinson, J. M. Rolison, M. H. Simon, D. Tangunan, M. Yamane, H. Zhang. Persistent influence of precession on northern ice sheet variability since the early Pleistocene. Science, 2022; 376 (6596): 961 DOI: 10.1126/science.abm4033