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Theorien zur Inlandvereisung
Theorien zur InlandvereisungOutline
1. Astronomische Hypothesenphysikalische Grundlagen
Milankovich-Zyklen
2. Terrestrische Hypothesen
Theorien zur Inlandvereisung
1. Astronomische Hypothesen
Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen
Solarkonstante Energie auf definierte
Fläche (meist 1 m²)
oberhalb der
Erdatmosphäre
E0=1367 W*/m²
Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen
Stellung Erde - Sonne zu bestimmten Jahreszeiten
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
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)
Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik
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
Theorien zur Inlandvereisung1.1 physikalische Grundlagen - Ellipsen
Ellipsen charakterisiert durch Werte großer Halbachse (a) kleiner Halbachse (b)
F1 und F
2 Brennpunkte der Ellipse
In Brennpunkten gilt für alle
Punkte der Peripherie r2 + r = 2a
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
enumerisch=Abstandmax−AbstandminAbstandmaxAbstandmin
,0≤e≤1
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
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
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
Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung
Skizze der Aphelposition
zu verschiedenen
Zeitpunkten der
Erdgeschichte
Theorien zur Inlandvereisung
Ahja, aber was hat das mit Eiszeiten zu tun ?
Theorien zur Inlandvereisung
Position der Erde zur Sonne beeinflusst den
Strahlungshaushalt !
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
Theorien zur Inlandvereisung
Da Änderungen periodisch auftreten, kommt
es in Folge zu einer periodischen Änderung
der Solarkonstante
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
Theorien zur Inlandvereisung1.2 Milankovic-Zyklen
Milankovic-Zyklen alleinige Ursache für den (ziemlich
schnellen) progressiven Temperaturtrend ???
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
Theorien zur Inlandvereisung
Terrestrische HypothesenAllgemein
Kontinentdrift
Meeresspiegelschwankungen
Bildung eines zirkumantarktischen Stroms
Unterbrechung der äquatorialen Strömungen
Bildung des Golfstroms
Auffaltung von Gebirgen
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)
Theorien zur Inlandvereisung
KontinentdriftKontinente 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
Theorien zur Inlandvereisung
Meeresspiegelschwankungenwährend 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
Theorien zur Inlandvereisung
Bildung eines zirkumantarktischen Stroms Öffnen und Schließen von Meeresstraßen
Veränderung von Meeresströmungen und damit
Wärmetransport
Bsp: Tasmanische Passage, Drake-PassageAusbildung eines Strömungssytems rund um die Antarktis:
kalte zirkumantarktische Strömung
Vollständige Isolierung Antarktikas von warmen
Oberflächengewässern
Ausbildung einer Eiskappe über der Antarktis
Theorien zur Inlandvereisung
Unterbrechung der äquatorialen Strömungenvor ca 5 Mio. a: Afrika prallt auf Eurasien
Folge: Abkühlung
Außerdem: Entstehung des Mittelmeers (spielt
wichtige Rolle bei der Steuerung des Klimas)
Theorien zur Inlandvereisung
Bildung des Golfstromsvor 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
Theorien zur Inlandvereisung
Auffaltung von GebirgenFolge 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
Theorien zur Inlandvereisung
Bildung eines zirkumantarktischen Stroms Öffnen und Schließen von Meeresstraßen
Veränderung von Meeresströmungen und damit
Wärmetransport
Bsp: Tasmanische Passage, Drake-PassageAusbildung eines Strömungssytems rund um die Antarktis:
kalte zirkumantarktische Strömung
Vollständige Isolierung Antarktikas von warmen
Oberflächengewässern
Ausbildung einer Eiskappe über der Antarktis