Kapitel / Schnellübersicht
Klima-Zyklen: Axialneigung – Präzession – Obliquität – Umlaufbahn
Eiszeiten und Milankovitch-Zyklen
Der Wechsel von Kaltzeiten mit ausgedehnten Vereisungen (Glaziale) und Warmzeiten mit Gletscherrückgang (Interglaziale) ist für die geologische Epoche des Quartärs kennzeichnend.
Die Zeitspanne des Quartärs umfasst die letzten 2 Millionen Jahre und wird unterteilt in das Pleistozän und das Holozän. Verbunden mit diesen Klimaschwankungen ist der Auf- und Abbau ausgedehnter Eisschilde. Die Warmzeiten ähneln in Klima und Vegetation der Gegenwart. Während der letzten Eiszeit vor 20’000 Jahren war die Temperatur (nach aktuellen Forschungsergebnissen) in Europa ca. 10-20 Grad niedriger als heute.
Veränderung der Sonneneinstrahlung & klimatische Wechselwirkung
Die klimatischen Wechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten auf der Erde (Glazial-Interglazial Schwankungen) werden mit der Veränderung der Sonneneinstrahlung und internen Wechselwirkungen im Klimasystem in Verbindung gebracht. In wie weit Veränderungen in Treibhausgaskonzentrationen mitspielen, scheint zur Zeit eher eine Politische Vorgabe gegenüber wirklich belegbaren Forschungsergebnissen zu sein.
Obwohl es keine allgemein anerkannte Theorie für das Auftreten von Eiszeiten gibt, gilt die Hypothese, dass Schwankungen der Erdbahn für Glazial-Interglazial-Zyklen verantwortlich sind, als diejenige, die am besten von Daten gestützt wird.
Milutin Milankovitch stellte diese Hypothese in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts als erster auf eine mathematische Grundlage. Seine Theorie beruht auf der Variation dreier Parameter der Erdumlaufbahn:
Exzentrizität
Die Bahn der Erde um die Sonne ist nicht kreisrund. Die Abweichung der Bahnellipse vom Kreis wird durch die Exzentrizität beschrieben. Die wichtigsten Perioden dieser Schwankungen liegen bei etwa 100’000 und 400’000 Jahren. Die Exzentrizität schwankt aufgrund der Massenanziehung der anderen Planeten, vorzugsweise der beiden grössten, Jupiter und Saturn.
Obliquität (Nutation)
Die Neigung der Erdachse gegenüber der Ebene, die durch die Erdumlaufbahn beschrieben wird, hat eine dominante Periode bei 41’000 Jahren. Dieser Winkel beträgt derzeit 23,5 Grad und variierte etwa zwischen 22 und 24,5 Grad im Quartär.
Präzession
Der Mond wirkt auf den Kreisel Erde mit einem Drehmoment, das bemüht ist, die Kreiselachse der Erde senkrecht zur Bahnebene des Mondes aufzurichten. Die Erde vollführt eine Präzession der Tag- und Nachtgleichen (Äquinoktien) die im Zusammenspiel mit der Rotation des Erdorbits eine charakteristische Periode von 21’000 Jahren hat.
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