Theorien zur Inlandvereisung

1. Theorien zur Inlandvereisung

2. Theorien zur InlandvereisungOutline • Astronomische Hypothesen • physikalische Grundlagen • Milankovich-Zyklen • Terrestrische Hypothesen

3. Astronomische Hypothesen Theorien zur Inlandvereisung

4. Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen • Solarkonstante • Energie auf definierte Fläche (meist 1 m²) oberhalb der Erdatmosphäre • E0=1367 W*/m²

5. Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen • Stellung Erde - Sonne zu bestimmten Jahreszeiten

6. Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen • astr. Hypothesen basieren im Wesentlichen auf der Beobachtung folgender drei Phänomene • Änderung der Schiefe der Erdekliptik • Änderung der Exzentrität der Erdbahn • Wanderung des Perihels

7. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik • Ekliptik = Projektion der scheinbaren Bahn der Sonne im Verlauf eines Jahres auf die Erde • definiert Ebene, auf welcher Mittelpunkt von Sonne und Erde liegen • Winkel zwischen Ekliptik und Äquatorebene heißt auch Schiefe der Ekliptik (ε)‏

8. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik

9. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik • Die Schiefe “ε” variiert periodisch von 22,1° bis 24,1° • Periodendauer 40.000 Jahre • momentan 23,5° bei abnehmender Phase

10. Theorien zur Inlandvereisung1.1 physikalische Grundlagen - Ellipsen • Ellipsen charakterisiert durch Werte • großer Halbachse (a)‏ • kleiner Halbachse (b)‏ • F1 und F2 Brennpunkte der Ellipse • In Brennpunkten gilt für alle Punkte der Peripherie r2 + r = 2a

11. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Exzentrizität • Exzentrizität stellt ein Maß für Abweichung von Kreisform der Ellipse dar • in Astronomie ist die (num.) Exzentrizität definiert als

12. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Exzentrizität • Erdumlaufbahn elliptisch • Exzentrizität schwankt zyklisch von 0,5 % - 6 % • Periodendauer ca. 100.000 Jahre • momentaner Wert für Erde : 0,0167, ein nahezu perfekter Kreis • Perihel ist sonnnächster Punkt • Aphel ist sonnenentferntester Punkt • deren Verbindungslinie heißt Absidenlinie 0

13. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung • Präzession der Erdachse • Erdachse führt Doppelrotation durch • Periodendauer ca. 26.000 Jahre • Präzession der gesamten Erdbahn, d.h. Drehung der Apsidenlinie • Ursache ist eine Störung durch umliegende Planeten und den Mond

14. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung • Überlagerung beider Bewegungen führt zu Verschiebung des Perihels mit Zyklus von 21.000 Jahren durch alle Jahreszeiten • Schleifenartige Bewegung

15. Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung • Skizze der Aphelposition zu verschiedenen Zeitpunkten der Erdgeschichte

16. Ahja, aber was hat das mit Eiszeiten zu tun ? Theorien zur Inlandvereisung

17. Position der Erde zur Sonne beeinflusst den Strahlungshaushalt ! Theorien zur Inlandvereisung

18. Theorien zur Inlandvereisung1.2 Milankovic-Zyklen • Zur Erinnerung... • Änderung der Schiefe der Erdekliptik • Bestimmt Neigungswinkel der Erdeachse zur Sonne • Veränderung der Sonnenscheindauer, größere Unterschiede zw. Sommer und Winter • Änderung der Exzentrität der Erdbahn • Bestimmt Länge von Perihel und Aphel • Änderung der Strahlungsintensität durch Änderung Abstand Erde-Sonne • Wanderung des Perihels • Bestimmt, zu welcher Jahreszeit Erde im Perihel

19. Da Änderungen periodisch auftreten, kommt es in Folge zu einer periodischen Änderung der Solarkonstante Theorien zur Inlandvereisung

20. Theorien zur Inlandvereisung1.2 Milankovic-Zyklen • für ihn entscheidend waren nördliche Bereiche der Nordhalbkugel • Landfläche NHK : 39 % vs. SHK : 19 % • Eiszeiten bei sehr kühlen Sommern und milden Wintern • Strahlungsmenge im Sommer verantwortlich für Eiskappenschmelze • zusätzl. Feedback : Albedoeffekt

21. Milankovic-Zyklen alleinige Ursache für den (ziemlich schnellen) progressiven Temperaturtrend ??? Theorien zur Inlandvereisung1.2 Milankovic-Zyklen

22. Theorien zur Inlandvereisung • Was muss noch rinn • Milankovitch-Zyklen (eigentlich schon erklärt) => genauer auf die Folgen auf Strahlungshaushalt eingehen • http://de.wikipedia.org/wiki/Eiszeit#Astronomische_Ursachen • neuere Erkentnisse : thermohaline Zirkulation in jüngerer erdgeschichte mehrmals unterbrochen, Bohrkerne • Feedback-Effekte durch erhöhte Albedo ! • http://de.wikipedia.org/wiki/Dansgaard-Oeschger-Ereignis

23. Theorien zur Inlandvereisung • Terrestrische Hypothesen • Allgemein • Kontinentdrift • Meeresspiegelschwankungen • Bildung eines zirkumantarktischen Stroms • Unterbrechung der äquatorialen Strömungen • Bildung des Golfstroms • Auffaltung von Gebirgen

24. Theorien zur Inlandvereisung • Allgemein: • Ursachen von Eiszeitaltern in Ursachen von Klimaveränderungen zu finden • Die letzten 3 Eiszeitalter: • Silur-ordovizisches Eiszeitalter (Sahara-Vereisung)‏ • Permokarbonisches Eiszeitalter (Gondwana-Vereisung)‏ • Quartäres Eiszeitalter (bis heute)‏

25. Theorien zur Inlandvereisung • Kontinentdrift • Kontinente bewegen sich langsam über die Erde hinweg • in Polnähe Vereisung • Kontinente waren in den letzten drei großen Eiszeitaltern zu Superkontinenten vereint • Unterschiedliche permokarbonische Vereisungszentren und deren Wanderung im Laufe der Zeit nachweisbar

26. Theorien zur Inlandvereisung • Meeresspiegelschwankungen • während Bildung von Superkontinenten: Meeresspiegel tiefer • während des Zerfalls eines Superkontinents: Meeresspiegel höher • Höhe des Meeresspiegels wirkt sich auf die Chemie der Ozeane, auf Meeresströmungen und andere bedeutende Steuerungsfaktoren des Klimas aus

27. Theorien zur Inlandvereisung • Bildung eines zirkumantarktischen Stroms • Öffnen und Schließen von Meeresstraßen • Veränderung von Meeresströmungen und damit Wärmetransport • Bsp: Tasmanische Passage, Drake-Passage • Ausbildung eines Strömungssytems rund um die Antarktis: kalte zirkumantarktische Strömung • Vollständige Isolierung Antarktikas von warmen Oberflächengewässern • Ausbildung einer Eiskappe über der Antarktis

28. Theorien zur Inlandvereisung • Unterbrechung der äquatorialen Strömungen • vor ca 5 Mio. a: Afrika prallt auf Eurasien • Folge: Abkühlung • Außerdem: Entstehung des Mittelmeers (spielt wichtige Rolle bei der Steuerung des Klimas)‏

29. Theorien zur Inlandvereisung • Bildung des Golfstroms • vor ca 3,5 Mio a: Entstehung der mittelamerikanischen Landbrücke • Umlenkung warmer Strömungen nach Norden (Golfstrom)‏ • Zwar zunächst Erwärmung der NHK, aber auch Bereitstellung der zur Eiskappenbildung erforderlichen warmen Wassermengen

30. Theorien zur Inlandvereisung • Auffaltung von Gebirgen • Folge von Plattenkollisionen • Verstärkte Gebirgsbildung ab dem Tertiär • Wichtige Beispiele: Alpen, Himalaya, Rocky Mountains • Groß- und kleinräumige Veränderung der atmosphärischen Strömungen • Feuchtigkeit wird auf die Kontinente gebracht -> Beitrag zur Vergletscherung weiter Teile der NHK • Gleichzeitig sind Hochgebirge bevorzugte Gebiete der Gletscherentsehung

31. Theorien zur Inlandvereisung • Bildung eines zirkumantarktischen Stroms • Öffnen und Schließen von Meeresstraßen • Veränderung von Meeresströmungen und damit Wärmetransport • Bsp: Tasmanische Passage, Drake-Passage • Ausbildung eines Strömungssytems rund um die Antarktis: kalte zirkumantarktische Strömung • Vollständige Isolierung Antarktikas von warmen Oberflächengewässern • Ausbildung einer Eiskappe über der Antarktis