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(7) Vom Treibhaus zur Eiszeit Klima- und Umweltveränderungen Klima 135.

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Präsentation zum Thema: "(7) Vom Treibhaus zur Eiszeit Klima- und Umweltveränderungen Klima 135."—  Präsentation transkript:

1 (7) Vom Treibhaus zur Eiszeit Klima- und Umweltveränderungen Klima 135

2 Supertreibhaus in der mittleren Kreide Eine interessante Verknüpfung zwischen Erd- magnetfeld, Mantelkonvektion und Platten- tektonik zeigt die Superplume-Episode der mittleren Kreidezeit. Vor etwa 125 Mio. Jahren verdoppelte sich die Bildungsrate ozeanischer Kruste (was auch zu einem deutlichen Anstieg des Meeresspiegels führte), zur gleichen Zeit wurden gewaltige Plateaubasalte (wie das Ontong–Java–Plateau) gebildet, und das Erd- magnetfeld behielt etwa 40 Mil. Jahre die gleiche Richtung bei (links, Quelle: Spektrum der Wissenschaft). Mögliche Erklärung: Auf- steigende Manteldiapire führen Wärme ab stärkerer T-Gradient im Kern verstärkte Konvektion im Kern Stabilisierung des Magnetfeldes. Klima 136

3 Supertreibhaus in der mittleren Kreide Schwarzschiefer der mittleren Kreidezeit (Quelle: Thomas Wagner). Auch Pyrit (rechts ein rezentes Beispiel aus dem Schwarzen Meer, Quelle: Science) ist ein Zeuge für anoxische Bedingungen. Klima 137

4 Paläozän–Eozän Grenze Heute gibt es keine Alligatoren auf Ellesmere Island (oben) und keine Palmen in Kamtschatka (rechts) (Bildquelle: NASA): Klima 138

5 Methanhydrate am Meeresgrund Methanhydrate – brennendes Eis. In Gashydraten bilden Wasser- moleküle dodekaedrische Eis-Käfige (Struktur links oben), in denen Gasmoleküle eingeschlossen sind. 1 m 3 Methanhydrat enthält mehr als 160 m 3 gasförmiges Methan. Durch den hohen Gasgehalt ist das Eis brennbar, es zerfällt in Wasser. Methanhydrat - am Meeresboden bildet beim Zerfallen Methangas - an der Wasseroberfläche Klima 139

6 Methanhydrate Quelle: Institut für Meeres-Wissen- schaften der Uni Kiel - GEOMAR Klima 140 Verbreitung Stabilität Struktur

7 Leben im Methanhydrat Vielborster (Polychaeta) gehören zu den Ringelwürmern (Annelida). Hesiocaeca methanicola lebt im Methanhydrat, im Golf von Mexiko. Bilder (c) Ch. Fisher, E. Fleming. Klima 141

8 Supertreibhaus am Ende des Paläozäns Abrupte Erwärmung des Ozeans um etwa 7°C an der Paläozön/Eozän Grenze, (a) überliefert im 18 O-Gehalt von verschiedenen Foraminiferenarten (Tiefsee, Thermokline, Oberfläche). (b) extreme Abnahme des Gehalts an 13 C in den Kalkschalen der (gleichen) Foraminiferen. (c) biogenes Bariumsulfat (Schwerspat) als Indikator für einen dramatischen Anstieg der biologischen Produktivität im Ozean, der zu einer Verringerung des CO 2 Gehaltes der Atmosphäre und damit zu einem Rückgang der Temperaturen führte. Schematische Darstellung der Prozesse an der P/E Grenze. Erwärmung - Zerfall von Methanhydrat – Freisetzung von Methan – z.T. oxidiert zu CO 2 – Verstärkung des Treibhauseffektes – Biologische Pumpe – Abnahme des CO 2 -Gehaltes – T-Stabilisierung. Klima 142 Quelle: Nature

9 Supertreibhaus am Ende des Paläozäns Das Mineral Baryt besteht aus Bariumsulfat, Vergrößerung: 2800:1 (Quelle: Eye of Science). Klima 143 Methanhydrat ist eine mögliche (und die am häufigsten angegebene) Quelle für die Treibhausgas-Emissionen an der P/E Grenze – eine offen Frage ist aber – war es im Ozean überhaupt kalt genug für die Bildung von Methan- hydrat?

10 Die Tierwelt im Alt-Tertiär (Paläogen) Indricotherium (od. Baluchi- therium) aus dem Oligozän, mit ~30 t und 8 m Länge der (bis jetzt) größte Landsäuger aller Zeiten. Die Uintatherien aus dem Paläozän, waren die größten Landsäuger ihrer Zeit, sie starben vor etwa 35 Ma aus. Ein Koboldmaki aus dem indonesischen Regenwald mit großer Ähnlichkeit zu den ersten Primaten vor 50 Ma. Diatryma, ein 2.4 m hoher flugunfähiger Laufvogel aus dem Unter-Eozän (vielleicht ein Fleischfresser!). Klima 144

11 Eozän–Oligozän Grenze An der Grenze vom Eozän zum Oligozän erfolgte der Übergang vom Treibhaus zum Eishaus (Bildquelle: Nature). Klima 145

12 Weltweite Abkühlung im Tertiär Veränderung des 18 O Gehaltes von Foraminiferen im Tertiär durch die Abkühlung des Ozeans (um ca. 14°C und die Bildung des antarktischen Eisschildes. Ein entscheidendes Ereignis war die Trennung von Australien und der Antarktis an der Grenze vom Eozän zum Oligozän, dies führte zur Ausbildung der kalten zirkumantarktischen Strömung (S. Stanley). Klima 146

13 Die Erde im Miozän Verteilung der Kontinente im mittleren Miozän vor 14 Millionen Jahren. Klima 147

14 Erfolgsmodelle der Evolution Schon der heute lebende Weiße Hai (Carcharodon Carcharias) ist in eindrucksvolle Erscheinung. Bilder: K. Jost (oben), J. Stafford-Deitsch (links). Können (oder wollen) sie sich einen Hai vorstellen der mehr als doppelt so lang ist? Im Miozän und Pliozän lebt (auch bei uns) Carcharocles Megalodon. Klima 148

15 Erfolgsmodelle der Evolution Megalodon ist in diesem Fall wirklich keine Übertreibung. Quelle: A. Mojetta u. A.) Klima 149

16 Die Austrocknung des Mittelmeers Am Ende des Miozäns, vor 5.6 Ma wurde das Mittelmeer durch tektonische Prozesse vom Atlantik isoliert und trocknete vollständig aus. Dabei wurden etwa 6 % des gesamten Salzes der Ozean in z.T. weit über 1000 m mächtigen Schichten abgelagert. Vor 5.3 Ma wurde das Mittelmeer wieder geflutet, dieses Ereignis markiert die Grenze zum Pliozän. Vor 5.5 Millionen Jahren Vor 15 Millionen Jahren Klima 150 Quelle: S. M. Stanley

17 Klimaänderung und der aufrechte Gang Fußspuren von Laetoli (Tansania) Durch einen äußerst glücklichen Zufall gelang der Nachweis, daß unsere Vorfahren (Australopithecus afarensis) schon vor 3.6 Millionen Jahren aufrecht gegangen sind. Regenschauer verwandelten die frisch abgelagerte Ascheschicht eines nahe gelegen Vulkans in Schlamm. Kurz danach überquerten ein Elefant, ein Nashorn, einige Perlhühner, aber auch zwei Hominiden (offenbar neben- einander) diese Schicht und hinter- ließen ihre Fußabdrücke. Vulkanische Asche kann radiometrisch exakt datiert werden (K/Ar-Methode). Der (trockenheitsbedingte) langsame Rückzug tropischer Regenwälder aus Ostafrika, verbunden mit einer Ausbreitung der Savannen war für unsere Vorfahren vielleicht der Anstoß zur Übersiedelung auf den Boden und zum Erlernen des aufrechten Gangs. Klima 151


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