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Theorien zur Inlandvereisung

Theorien zur Inlandvereisung. Theorien zur Inlandvereisung Outline 1. Astronomische Hypothesen physikalische Grundlagen Milankovich-Zyklen 2. Terrestrische

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Theorien zur Inlandvereisung

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Theorien zur InlandvereisungOutline

1. Astronomische Hypothesenphysikalische Grundlagen

Milankovich-Zyklen

2. Terrestrische Hypothesen

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Theorien zur Inlandvereisung

1. Astronomische Hypothesen

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Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen

Solarkonstante Energie auf definierte

Fläche (meist 1 m²)

oberhalb der

Erdatmosphäre

E0=1367 W*/m²

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Theorien zur Inlandvereisung1. Astronomische Hypothesen

Stellung Erde - Sonne zu bestimmten Jahreszeiten

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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

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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)

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Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung

Skizze der Aphelposition

zu verschiedenen

Zeitpunkten der

Erdgeschichte

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Theorien zur Inlandvereisung

Ahja, aber was hat das mit Eiszeiten zu tun ?

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Theorien zur Inlandvereisung

Position der Erde zur Sonne beeinflusst den

Strahlungshaushalt !

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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

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Theorien zur Inlandvereisung

Da Änderungen periodisch auftreten, kommt

es in Folge zu einer periodischen Änderung

der Solarkonstante

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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

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Theorien zur Inlandvereisung1.2 Milankovic-Zyklen

Milankovic-Zyklen alleinige Ursache für den (ziemlich

schnellen) progressiven Temperaturtrend ???

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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

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Theorien zur Inlandvereisung

Terrestrische HypothesenAllgemein

Kontinentdrift

Meeresspiegelschwankungen

Bildung eines zirkumantarktischen Stroms

Unterbrechung der äquatorialen Strömungen

Bildung des Golfstroms

Auffaltung von Gebirgen

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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)

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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

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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

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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

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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)

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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

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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

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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