Millennial-scale ice retreat after the first Phanerozoic glaciation
Diese Studie zeigt auf, dass die postglaziale Erholung nach der spätordovizischen Hirnantium-Vereisung durch sieben auf Millennienskala laufende Kalt-Warm-Zyklen geprägt war, die durch episodische Eisschildentladungen angetrieben wurden, was verdeutlicht, dass eine solche Klimainstabilität ein grundlegendes Merkmal der Erdgeschichte ist, welches die frühen Muster der biologischen Erholung maßgeblich beeinflusste.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich die Erde als einen riesigen, atmenden Organismus vor, der im Laufe seiner 4,5 Milliarden Jahre alten Lebensgeschichte mehrere dramatische „Fieberschübe“ und „Schüttelfrostphasen“ durchgemacht hat. Manchmal wird der ganze Planet so kalt, dass massive Eisschichten, wie riesige gefrorene Decken, die Kontinente bedecken. Wissenschaftler nennen diese Zeiten „Glaziationen“. Wenn der Planet wieder aufzuwärmen beginnt und diese Eisschichten schmelzen, nennt man das „Deglaziation“. Normalerweise stellen wir uns diesen Schmelzprozess als ein sanftes, stetiges Gleiten vom Gefrieren zum Warmwerden vor, wie ein Schneemann, der an einem sonnigen Tag langsam zu einer Pfütze wird. Aber was wäre, wenn der Schneemann nicht einfach nur schmelzen würde? Was wäre, wenn er zittern, schütteln und plötzlich eisige Wassermassen zurückschleudern würde, bevor er schließlich aufgibt? Dies ist die Frage, die Wissenschaftler in Bezug auf einen ganz bestimmten Moment in der Erdgeschichte gestellt haben: das allererste Mal, als der Planet während des „Phanerozoikums“ überfror (das letzte 541 Millionen Jahre dauernde Äon, in dem komplexes Leben wie Tiere und Pflanzen wirklich aufblühte). Das Verständnis dessen hilft uns nicht nur bei alten Gesteinen; es hilft uns zu verstehen, wie sich Eisschilde verhalten, wenn sie instabil werden, was für das Verständnis des Klimawandels heute von enormer Bedeutung ist.
Die Geschichte, die wir betrachten, stammt von einem Forscherteam, das ein Rätsel aus der Späten Ordovizium-Periode untersuchen wollte, speziell aus einer Zeit, die als Hirnantium bezeichnet wird. Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, dass nach der ersten großen Eiszeit dieser Ära die Erde schnell aufwärmte und warm blieb. Sie glaubten, das Eis sei einfach in einem großen Schwall weggeschmolzen. Diese neue Studie legt jedoch nahe, dass dieses Bild zu einfach war. Die Forscher fanden heraus, dass die Schmelze keineswegs ein sanftes Gleiten war. Stattdessen war sie eher wie ein Herzschlag, der immer wieder aussetzte.
Um dies herauszufinden, untersuchte das Team uralte Schlamm- und Sandgesteine des Tarim-Beckens, das sich im heutigen südlichen Xinjiang in China befindet. Zur Zeit des Ordoviziums war dieser Ort ein warmes, flaches Meer in der Nähe des Äquators. Die Wissenschaftler nutzten einen cleveren chemischen Trick, den „Chemischen Alterationsindex“ (CIA). Betrachten Sie dies wie einen Wetterdetektor, der in die Gesteine eingebaut ist. Wenn Regen auf Gestein fällt, verwittert er dieses (bricht es chemisch ab). Je heißer und feuchter das Klima ist, desto intensiver wird diese Verwitterung und desto mehr verändert sich die Chemie des Schlamms. Durch die Messung der Chemikalien in diesen uralten Schlammschichten konnte das Team die Temperatur des Ozeanwassers wie mit einem Thermometer ablesen.
Was sie fanden, war eine Überraschung. Anstatt eines einzelnen, stetigen Erwärmungstrends erzählten die Gesteine die Geschichte von sieben deutlichen „Kälteeinbrüchen“, die über einen sehr kurzen Zeitraum stattfanden. Dies waren keine bloßen kleinen Schwankungen; es waren dramatische Umschwünge, bei denen die Wassertemperatur immer wieder sank und wieder stieg. Das Team berechnete, dass diese Zyklen etwa alle 17.000 Jahre auftraten. Es ist, als ob die riesige Eisschicht am Südpol (der damals tatsächlich der einzige Pol mit Eis war) nicht einfach langsam schmolz. Stattdessen brach sie in Schüben immer wieder auseinander und schleuderte enorme Mengen an Eis und kaltem Wasser in den Ozean. Diese Kälteschübe reisten ganz vom Südpol bis zu den tropischen Meeren des Tarim-Beckens und kühlten das Wasser auf bis zu 5,96 °C ab, bevor es wieder auf 16,26 °C aufwärmte.
Diese Entdeckung verändert unsere Sichtweise auf die Erholung des Lebens nach dem Massenaussterben, das während dieser Eiszeit stattfand. Das Paper argumentiert, dass diese plötzlichen Kältestöße wie ein Filter wirkten. Sie begrenzten, wo bestimmte frühe Tiere, speziell eine Gruppe von Schalentieren namens Cathaysiorthis-Fauna, leben konnten. Diese Kreaturen konnten nur in den Gebieten überleben, die von den kalten Wasserströmungen erreicht wurden. Im Gegensatz dazu hatten andere Teile der Welt, die warm blieben, andere Tiere. Dies deutet darauf hin, dass die Instabilität des Eisschildes nicht nur das Wetter veränderte; sie formte aktiv, welche Tiere überlebten und wohin sie wandern konnten.
Die Forscher vergleichen diese uralten Ereignisse mit etwas, das als „Heinrich-Ereignisse“ bekannt ist – berühmte Kältespitzen, die während der letzten Eiszeit (des Pleistozäns) auftraten, als Eisberge aus Nordamerika kaltes Wasser in den Atlantik leiteten. Die wichtigste Erkenntfolge ist, dass diese Art von „Eisschild-Instabilität“ – bei der Eis in plötzlichen, auf Jahrtausende skalierten Schüben abbricht – nicht nur ein modernes oder jüngeres Phänament ist. Es scheint eine grundlegende Regel dafür zu sein, wie das Klima der Erde funktioniert, die bis zum allerersten Mal zurückreicht, als der Planet vereiste. Während das genaue Timing in Zukunft durch bessere Datierungswerkzeuge vielleicht noch präziser bestimmt werden könnte, legt der Beweis aus diesen Gesteinen stark nahe, dass das Ende der ersten Phanerozoischen Eiszeit eine holprige, zitternde Fahrt war und kein sanftes Gleiten in den Frühling.
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