Die letzte Eiszeit führte zum Aufstieg des Wollmammuts und zur enormen Ausdehnung der Gletscher, aber es ist nur eine von vielen, die die Erde in der 4,5-Milliarden-jährigen Geschichte des Planeten gekühlt haben.
Wie oft kommt es also zu Eiszeiten und wann wird der nächste Frost voraussichtlich beginnen?
Die Antwort auf die erste Frage hängt davon ab, ob es sich um große Eiszeiten oder um kleine Eiszeiten handelt, die in diesen größeren Zeiträumen auftreten. Die Erde hat fünf große Eiszeiten durchlaufen, von denen einige Hunderte Millionen Jahre dauerten. Tatsächlich befindet sich die Erde jetzt in einer großen Eiszeit, was erklärt, warum der Planet polare Eiskappen hat.
Große Eiszeiten machen etwa 25 Prozent der vergangenen Milliarden Jahre der Erde aus, sagte Michael Sandstrom, Doktorand im Paläoklima an der Columbia University in New York City.
Zu den fünf wichtigsten Eiszeiten im Paläo-Rekord gehören die Huronische Vereisung (vor 2,4 bis 2,1 Milliarden Jahren), die Kryogene Vereisung (vor 720 bis 635 Millionen Jahren) und die Anden-Sahara-Vereisung (vor 450 bis 420 Millionen Jahren). , die spätpaläozoische Eiszeit (vor 335 bis 260 Millionen Jahren) und die quaternäre Vereisung (vor 2,7 Millionen Jahren bis heute).
Diese großen Eiszeiten können kleinere Eiszeiten (Gletscher genannt) und wärmere Perioden (Interglaziale genannt) enthalten. Zu Beginn der quaternären Vereisung vor etwa 2,7 bis 1 Million Jahren traten diese kalten Eiszeiten alle 41.000 Jahre auf. In den letzten 800.000 Jahren sind jedoch seltener riesige Gletscherblätter aufgetaucht - etwa alle 100.000 Jahre, sagte Sandstrom.
So funktioniert der 100.000-Jahres-Zyklus: Eisplatten wachsen etwa 90.000 Jahre und brauchen dann etwa 10.000 Jahre, um in wärmeren Perioden zusammenzubrechen. Dann wiederholt sich der Vorgang.
Ist es nicht an der Zeit, dass die Erde wieder eisig wird, da die letzte Eiszeit vor etwa 11.700 Jahren endete?
"Wir sollten jetzt in eine andere Eiszeit gehen", sagte Sandstrom gegenüber Live Science. Zwei Faktoren im Zusammenhang mit der Erdumlaufbahn, die die Bildung von Gletschern und Interglazialen beeinflussen, sind jedoch ausgeschaltet. "Zusammen mit der Tatsache, dass wir so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre pumpen, werden wir wahrscheinlich mindestens 100.000 Jahre lang nicht in einen Gletscher gelangen", sagte er.
Was verursacht einen Gletscher?
Eine Hypothese des serbischen Astronomen Milutin Milankovitch (auch Milanković geschrieben) erklärt, warum die Erde in Gletschern und Interglazialen ein- und ausgeht.
Wenn der Planet die Sonne umkreist, beeinflussen drei Faktoren, wie viel Sonnenlicht er erhält: seine Neigung (die in einem Zyklus von 41.000 Jahren zwischen 24,5 und 22,1 Grad liegt); seine Exzentrizität (die sich ändernde Form seiner Umlaufbahn um die Sonne, die von einer kreisförmigen bis zu einer ovalen Form reicht); und sein Wackeln (ein volles Wackeln, das wie ein sich langsam drehender Kreisel aussieht, tritt alle 19.000 bis 23.000 Jahre auf), so Milankovitch.
1976 lieferte ein wegweisendes Papier in der Zeitschrift Science Beweise dafür, dass diese drei Umlaufbahnparameter die Gletscherzyklen des Planeten erklärten, sagte Sandstrom.
"Milankovitchs Theorie besagt, dass die Umlaufzyklen vorhersehbar und im Laufe der Zeit sehr konsistent waren", sagte Sandstrom. "Wenn Sie sich in einer Eiszeit befinden, haben Sie abhängig von diesen Umlaufzyklen mehr oder weniger Eis. Aber wenn die Erde zu warm ist, werden sie im Grunde nichts tun, zumindest was das Eiswachstum betrifft."
Eine Sache, die die Erde erwärmen kann, ist ein Gas wie Kohlendioxid. In den letzten 800.000 Jahren schwankte der Kohlendioxidgehalt zwischen etwa 170 ppm und 280 ppm (was bedeutet, dass von 1 Million Luftmolekülen 280 Kohlendioxidmoleküle sind). Das ist ein Unterschied von nur etwa 100 ppm zwischen Gletschern und Interglazialen, sagte Sandstrom.
Aber der Kohlendioxidgehalt ist heute im Vergleich zu diesen früheren Schwankungen viel höher. Im Mai 2016 erreichte der Kohlendioxidgehalt in der Antarktis laut Climate Central den hohen Wert von 400 ppm.
Die Erde war schon einmal warm. Zum Beispiel war es im Dinosaurierzeitalter viel wärmer. "Das Beängstigende ist, wie viel Kohlendioxid wir in so kurzer Zeit eingebracht haben", sagte Sandstrom.
Die Erwärmungseffekte dieses Kohlendioxids werden große Konsequenzen haben, sagte er, weil selbst ein kleiner Anstieg der Durchschnittstemperatur der Erde zu drastischen Veränderungen führen kann, sagte er. Zum Beispiel war die Erde während der letzten Eiszeit im Durchschnitt nur etwa 5 Grad Celsius kälter als heute, sagte Sandstrom.
Wenn die globale Erwärmung dazu führt, dass die Eisplatten Grönlands und der Antarktis schmelzen, werden die Ozeane etwa 60 Meter höher steigen als jetzt, sagte Sandstrom.
Was führt zu großen Eiszeiten?
Die Faktoren, die die langen Eiszeiten verursacht haben, wie die quaternäre Vereisung, sind weniger bekannt als diejenigen, die zu Gletschern geführt haben, bemerkte Sandstrom. Eine Idee ist jedoch, dass ein massiver Abfall des Kohlendioxidgehalts zu niedrigeren Temperaturen führen kann, sagte er.
Zum Beispiel wurde nach der Hypothese der Auftriebsverwitterung neues Gestein freigelegt, als die Plattentektonik Gebirgszüge nach oben drückte. Dieser ungeschützte Stein war leicht verwittert und zerbrochen und fiel in die Ozeane, wobei er Kohlendioxid mitnahm.
Diese Gesteine lieferten kritische Komponenten, mit denen Meeresorganismen ihre Kalziumkarbonatschalen bauten. Im Laufe der Zeit nahmen sowohl die Gesteine als auch die Muscheln Kohlendioxid aus der Atmosphäre heraus, was zusammen mit anderen Kräften dazu beitrug, den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu senken, sagte Sandstrom.
