Theorien zur Inlandvereisung

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Theorien zur Inlandvereisung
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Theorien zur InlandvereisungOutline

• Astronomische Hypothesen
• physikalische Grundlagen
• Milankovich-Zyklen
• 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
• E01367 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 (e)?

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Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen
- Erdekliptik
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Theorien zur Inlandvereisung1.1 phys. Grundlagen
- Erdekliptik

• Die Schiefe e 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 F2 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

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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

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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) gt
  genauer auf die Folgen auf Strahlungshaushalt
  eingehen
• http//de.wikipedia.org/wiki/EiszeitAstronomische
  _Ursachen
• neuere Erkentnisse thermohaline Zirkulation in
  jüngerer erdgeschichte mehrmals unterbrochen,
  Bohrkerne
• Feedback-Effekte durch erhöhte Albedo !
• http//de.wikipedia.org/wiki/Dansgaard-Oeschger-Er
  eignis

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Theorien zur Inlandvereisung

• Terrestrische Hypothesen
• Allgemein
• 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

• 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

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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

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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-Passage
• Ausbildung 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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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)?

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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

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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 -gt
  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-Passage
• Ausbildung eines Strömungssytems rund um die
  Antarktis kalte zirkumantarktische Strömung
• Vollständige Isolierung Antarktikas von warmen
  Oberflächengewässern
• Ausbildung einer Eiskappe über der Antarktis