Theorien zur Inlandvereisung

Präsentation zum Thema: "Theorien zur Inlandvereisung"—  Präsentation transkript:

1 Theorien zur Inlandvereisung

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

3 Theorien zur Inlandvereisung
Astronomische Hypothesen

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

5 Theorien zur Inlandvereisung 1. Astronomische Hypothesen
Stellung Erde - Sonne zu bestimmten Jahreszeiten

6 Theorien zur Inlandvereisung 1. 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 Inlandvereisung 1.1 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 Inlandvereisung 1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik

9 Theorien zur Inlandvereisung 1.1 phys. Grundlagen - Erdekliptik
Die Schiefe “ε” variiert periodisch von 22,1° bis 24,1° Periodendauer Jahre momentan 23,5° bei abnehmender Phase

10 Theorien zur Inlandvereisung 1.1 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 Inlandvereisung 1.1 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 Inlandvereisung 1.1 phys. Grundlagen – Exzentrizität
Erdumlaufbahn elliptisch Exzentrizität schwankt zyklisch von 0,5 % - 6 % Periodendauer ca Jahre momentaner Wert für Erde : 0,0167, ein nahezu perfekter Kreis Perihel ist sonnnächster Punkt Aphel ist sonnenentferntester Punkt deren Verbindungslinie heißt Absidenlinie

13 Theorien zur Inlandvereisung 1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung
Präzession der Erdachse Erdachse führt Doppelrotation durch Periodendauer ca Jahre Präzession der gesamten Erdbahn, d.h. Drehung der Apsidenlinie Ursache ist eine Störung durch umliegende Planeten und den Mond

14 Theorien zur Inlandvereisung 1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung
Überlagerung beider Bewegungen führt zu Verschiebung des Perihels mit Zyklus von Jahren durch alle Jahreszeiten Schleifenartige Bewegung

15 Theorien zur Inlandvereisung 1.1 phys. Grundlagen – Perihelwanderung
Skizze der Aphelposition zu verschiedenen Zeitpunkten der Erdgeschichte

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

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

18 Theorien zur Inlandvereisung 1.2 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 Theorien zur Inlandvereisung
Da Änderungen periodisch auftreten, kommt es in Folge zu einer periodischen Änderung der Solarkonstante

20 Theorien zur Inlandvereisung 1.2 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 Theorien zur Inlandvereisung 1.2 Milankovic-Zyklen
Milankovic-Zyklen alleinige Ursache für den (ziemlich schnellen) progressiven Temperaturtrend ???

22 Theorien zur Inlandvereisung
Was muss noch rinn Milankovitch-Zyklen (eigentlich schon erklärt) => genauer auf die Folgen auf Strahlungshaushalt eingehen neuere Erkentnisse : thermohaline Zirkulation in jüngerer erdgeschichte mehrmals unterbrochen, Bohrkerne Feedback-Effekte durch erhöhte Albedo !

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