Wie die Erde zu einem gigantischen Ball aus Eis und Schnee wurde
Wie konnte die Sturtische Eiszeit unglaubliche 57 Millionen Jahre lang andauern? Ein Forschungsteam hat einen „doppelten Knalleffekt“ im Verdacht.
Sydney – Vor mehr als 700 Millionen Jahren war die Erde ein gigantischer Ball aus Eis und Schnee. Komplexes pflanzliches Leben oder gar Dinosaurier existierten zu dieser Zeit auf der Erde noch nicht, trotzdem ist die Vergangenheit unseres Planeten für die Forschung interessant. „Stellen Sie sich vor, die Erde wäre fast vollständig zugefroren“, beschreibt Adriana Dutkiewicz von der Universität in Sydney. „Genau das geschah vor etwa 700 Millionen Jahren: Der Planet war von den Polen bis zum Äquator mit Eis bedeckt und die Temperaturen sanken.“
Sturtische Eiszeit dauerte 57 Millionen Jahre – Erde wurde zu einer Kugel aus Eis und Schnee
Warum genau die Erde vereiste und die sogenannte Sturtische Eiszeit etwa 57 Millionen andauerte, war jedoch lange Zeit unklar. „Für den Auslöser und das Ende dieser extremen Eiszeit wurden verschiedene Ursachen vorgeschlagen, aber am rätselhaftesten ist, warum sie 57 Millionen Jahre andauerte – eine Zeitspanne, die für uns Menschen schwer vorstellbar ist“, staunt Dutkiewicz. Ein Team um die Wissenschaftlerin hat nun jedoch eine Antwort darauf gefunden. Die Studie, die plattentektonische Modelle nutzt, um herauszufinden, was die lange Eiszeit verursachte, wurde im Fachjournal Geology veröffentlicht.
„Wir glauben jetzt, dass wir das Rätsel geknackt haben“, freut sich Dutkiewicz und schiebt die Erklärung gleich hinterher: „Historisch niedrige vulkanische Kohlendioxidemissionen, die durch die Verwitterung eines großen Haufens vulkanischen Gesteins im heutigen Kanada begünstigt wurden; ein Prozess, der atmosphärisches Kohlendioxid absorbiert.“
„Doppelter Knalleffekt“ löste Sturtische Eiszeit aus
Das Team nutzte ein Modell, das die Evolution der Kontinente und Ozeane nach dem Zusammenbruch des alten Superkontinents Rodina zeigte. Damit kombinierten sie ein Computermodell, das die CO₂-Entgasung von Unterwasservulkanen entlang mittelozeanischer Rücken berechnet. An diesen Stellen driften die Platten auseinander, es entsteht neue Ozeankruste. Beim Blick auf die Daten stellte das Forschungsteam schnell fest: Der Beginn der Sturtischen Eiszeit korreliert genau mit einem Allzeittief bei vulkanischen CO₂-Emissionen. Während der gesamten Dauer der Eiszeit blieb der CO₂-Ausstoß relativ gering.
Weil es zu dieser Zeit auf der Erde keine mehrzelligen Tiere oder Landpflanzen gab, wurde die Treibhausgas-Konzentration in der Erdatmosphäre fast ausschließlich durch Vulkane und Verwitterungsprozesse von Gestein getrieben. Mitautor Dietmar Müller betont in einer Mitteilung: „Die Geologie hat das Klima zu dieser Zeit bestimmt. Wir glauben, dass die Sturtische Eiszeit durch einen doppelten Knalleffekt ausgelöst wurde: Eine plattentektonische Neuordnung brachte die vulkanische Entgasung auf ein Minimum, während gleichzeitig eine kontinentale Vulkanprovinz in Kanada zu erodieren begann und dabei atmosphärisches CO₂ verbrauchte.“
Das Resultat, laut Müller: „Der atmosphärische CO₂-Gehalt sank auf ein Niveau, bei dem die Vereisung einsetzt – was nach unseren Schätzungen unter 200 Teilen pro Million liegt, weniger als die Hälfte des heutigen Wertes.“
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Erde ist eher zu warm als zu kalt
Derzeit sei die Erde auf einem Kurs weniger vulkanischer CO₂-Emissionen, heißt es in der Mitteilung zur Studie. Trotzdem macht sich die Wissenschaft aktuell wenige Gedanken darüber, ob die Erde in Zukunft wieder zu einem Ball aus Eis und Schnee werden könnte. In Zeiten der globalen Erwärmung geht es eher um abschmelzende Gletscher, steigende Meeresspiegel und zu hohe Temperaturen. Eine aktuelle Studie hat erst kürzlich gezeigt, dass die Erde in den kommenden 250 Millionen Jahren sich zum Superkontinent Pangea Ultima hinentwickeln könnte. Die riesige Landmasse soll so heiß sein, dass Säugetiere aussterben könnten.
Studienleiterin Dutkiewicz bringt es auf den Punkt: „Was auch immer die Zukunft bringt, es ist wichtig zu wissen, dass geologische Klimaveränderungen, wie sie hier untersucht wurden, extrem langsam ablaufen. Nach Angaben der Nasa vollzieht sich der vom Menschen verursachte Klimawandel zehnmal schneller, als wir es bisher erlebt haben.“ (tab)