Eiszeiten enden dann, wenn die Neigung der Erdachse besonders groß ist. Diesen Zusammenhang haben jetzt Forscher des ozeanografischen Instituts in Woods Hole und des Technologischen Instituts in Massachusetts entdeckt.
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Die Wissenschaftler errechneten in ihrer Studie zunächst anhand von fossilen Sedimenten die Zeitzyklen, in denen jeweils Eiszeiten auftraten. Diese Angaben wurden dann mit Änderungen der Erdumlaufbahn verglichen.
„Wir haben herausgefunden, dass die Neigung der Erdachse zum Ende einer Eiszeit hin jedes Mal besonders groß war“, sagt dazu Peter Huybers vom ozeanografischen Institut in Woods Hole. Der Winkel der Erdachse variiert im Laufe von 41.000 Jahren zwischen 22,5 und 24 Grad. Mit zunehmendem Winkel trifft mehr Sonnenlicht im Durchschnitt auf nördlichere Breitengrade. Das sind genau die Bedingungen, die laut Huybers und seiner Kollegen jeweils das Ende der letzten Eiszeiten ausgelöst haben.
Auch Präzession beteiligt?
Im Moment hat die Erdachse einen Neigungswinkel von 23,5 Grad und der nimmt weiter ab. Ohne menschliche Einflüsse auf das Klima würde sich die Erde wahrscheinlich langsam auf die Nächste Eiszeit zu bewegen. „Zwar sind wir uns sicher, dass die Neigung der Erdachse den 100.000 Jahresrhythmus von Eiszeiten bestimmt, aber wir konnten bisher noch nicht ermitteln, ob auch die Präzession den Zeitpunkt, an dem eine Eiszeit endet, beeinflusst“, sagt Huybers. Damit ist die Rücklaufbewegung des Schnittpunktes zwischen Himmelsäquator und Ekliptik gemeint, die durch eine Kreiselbewegung der Erdachse verursacht wird. Bisher war dies die favorisierte Theorie der Wissenschaftler für Beginn und Ende von Eiszeiten.
Die Forscher müssen nun die Frage beantworten, wie ein 40.000 Jahreszyklus in der Neigung der Erdachse den 100.000 Jahresrhythmus der Eiszeiten erzeugen kann. Huybers nimmt an, dass während des Pleistozäns nicht jedes Mal eine Eiszeit beendet wurde, wenn die Neigung der Erdachse groß war. Vielmehr hat die Vergletscherung über zwei (80.000 Jahre) oder drei (120.000 Jahre) Perioden zugenommen, was dann durchschnittlich eine Dauer von 100.000 Jahren pro Eiszeit ergeben würde.
Wieso wurden Eiszeiten also nicht jedes Mal mit zunehmendem Neigungswinkel der Erdachse beendet? Eine mögliche Erklärung sehen die Forscher darin, dass die Eisschichten eine gewisse Ausbreitung erreichen müssen, um überhaupt anfällig für Änderungen im Neigungswinkel der Erdachse zu werden. Huybers und Carl Wunsch vom Technologischen Institut in Massachusetts haben ein mathematisches Modell auf die Beine gestellt, das diese Überlegungen berücksichtigt.
„Wir bekommen einen neuen Blickwinkel für die dramatischen Klimawechsel, die die Erde während der letzten Million Jahre durchgemacht hat. Das Problem ist zwar noch nicht vollständig gelöst, aber wir sind einen Schritt weiter, den Ursprung von Eiszeiten zu verstehen“, sagt Huybers.
(Woods Hole Oceanographic Institution, 31.03.2005 – PJÖ)
