Wissenstexte – Eiszeit
  • Dr. Wiebke Salzmann

    freie Lektorin und Autorin

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Auf dieser Seite wird es mächtig kalt …

Eiszeitalter und Eiszeit

Das Klima während der Erdgeschichte

Das Klima änderte sich im Laufe der Erdgeschichte häufig. Zu Beginn war es warm, um nicht zu sagen heiß, auf der Erde. Das lag daran, dass die frisch entstandene Erde noch heißer war als heute. Vor ca. 4 Milliarden Jahren war die Temperatur in Bodennähe auf 100 °C gesunken (die Erde ist 4,6 Milliarden Jahre alt). Es war dementsprechend trocken, gab keine Niederschläge und keine Ozeane. Mit fortschreitender Abkühlung konnte irgendwann Wasser kondensieren und seit etwa 3 Milliarden Jahren gibt es Ozeane auf der Erde. (Diese entstanden bei einem einige 10 000 Jahre währenden Dauerregen. Denken Sie daran, wenn Sie sich über den nächsten Landregen ärgern – es geht noch schlimmer.) Vor 2,3 Milliarden Jahren kam es dann zum ersten Eiszeitalter, das etwa 300 Millionen Jahre andauerte.

Mit Eiszeitalter werden Perioden bezeichnet, in denen mindestens einer der Pole eine dauerhafte Eiskappe trägt. Nach anderer Definition müssen beide Pole von Eis bedeckt sein. Wir leben heute also auch in einem Eiszeitalter. Ein solches Eiszeitalter stellt in der Geschichte der Erde eher eine Ausnahme dar, während der meisten Zeit ihrer Existenz war die Erde komplett eisfrei. Diese Phasen nennt man akryogenes Warmklima (akryogen bedeutet „nicht eisbildend“).

Ausgelöst wurde diese Klimakatastrophe von den Organismen, die inzwischen so weit entwickelt waren, dass sie die Photosynthese beherrschten und die Atmosphäre mit Sauerstoff angereichert hatten. Das führte dazu, dass das Methan der Atmosphäre zu Kohlendioxid und Wasser oxidierte. Kohlendioxid ist aber ein schwächeres Treibhausgas als Methan, die Erde kühlte also ab.
Es folgten noch weitere Eiszeitalter, bspw. drei Eiszeitalter im Cryogenium vor 850 bis 635 Millionen Jahren, während derer die Erde möglicherweise von den Polen bis zum Äquator vereist war (was als „Schneeball Erde“ bezeichnet wird). Vor 450, 350 und 290 Millionen Jahren folgten dann noch weitere Eiszeitalter, bis es dann für 280 Millionen Jahre warm blieb. Das letzte Eiszeitalter brach je nach Definition vor 30 Millionen Jahren an – als sich auf der Antarktis eine Eiskappe bildete, der Nordpol aber noch eisfrei blieb – oder vor 2,6 Millionen Jahren – als dann auch am Nordpol eine Eiskappe entstand und beide Pole mit Eis bedeckt waren.
In einem Eiszeitalter wechseln sich Eiszeiten (Kaltzeiten) und Zwischeneiszeiten (Warmzeiten) ab.
Zur Zeit leben wir in einer Zwischeneiszeit, bei einer globalen mittleren Temperatur von +15 °C (was etwa 5 °C mehr ist als während der letzten Eiszeit). Für ein Eiszeitalter ist es derzeit also recht warm, in Bezug auf die gesamte Erdgeschichte aber immer noch recht kalt, während der Perioden des Warmklimas herrschte eine mittlere Temperatur von 20–25 °C.

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Ursachen von Eiszeiten

Die Ursachen für das Auftreten von Eiszeitaltern und Eiszeiten sind noch nicht endgültig geklärt. Es müssen wohl mehrere Effekte zusammenkommen, um eine Eiszeit auszulösen.
Für die Abkühlung, die in das derzeitige Eiszeitalter führte, werden irdische Ursachen verantwortlich gemacht.
Verschiebungen und Neuordnungen der kontinentalen Platten sorgte für eine allgemeine Abkühlung: Die Eiskappe auf der Antarktis konnte sich bilden, als Australien und Südamerika sich von der Antarktis trennten und ein Meeresströmungssystem rund um den antarktischen Kontinent entstand, das diesen von wärmeren Meeresströmen abtrennte. Als sich vor 4–2 Millionen Jahren eine Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika bildete, wurden warme Meeresströme nach Norden gelenkt. Dadurch wurde es im Norden zwar wärmer, aber auch feuchter. Während der weiteren Abkühlung konnte dadurch reichlich Schnee fallen und Gletscher wachsen lassen. Gletscher reflektieren aber das Sonnenlicht besonders stark, was eine weiteren Abkühlung zur Folge hat. Deshalb sind auch die Hochgebirge, sie sich im jüngeren Tertiär bildeten (wie Alpen oder Himalaja) mit schuld am Eiszeitalter: Sie lenkten die Luftströmungen um und leiteten Feuchtigkeit nach Norden, zudem bilden sich in ihren Höhen leicht Gletscher, die dann die Atmosphäre abkühlen.
Damit dann in einem Eiszeitalter auch eine Eiszeit auftritt, müssen noch astronomische Ursachen dazukommen: Änderungen in der Exzentrizität der Ellipse der Erdbahn (mit einer Periode von 100 000 Jahren) und in der Neigung der Erdachse zur Umlaufbahn (mit einer Periode von 40 000 Jahren). Dazu kommen noch Schwankungen in der Sonnenaktivität und Rückkopplungseffekte zwischen Temperatur und dem CO2-Gehalt der Atmosphäre. (In kaltem Wasser löst sich mehr Kohlendioxid als in warmem; kühlen die Ozeane ab, verschwindet also Kohlendioxid aus der Atmosphäre, der Treibhauseffekt wird geringer und es kühlt weiter ab.)

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Das heutige Eiszeitalter

Während der Eiszeiten des heutigen Eiszeitalters waren 32 % der Landoberfläche von Gletschereis bedeckt, heute sind es 10 %. Die Dicke des Eispanzers betrug bis 3 km, die Gletscher flossen mit einer Geschwindigkeit von 30 m bis zu 7,5 km im Jahr.
In Mitteleuropa breitete sich zum einen das Eis vom Nordpol her aus, zum anderen aber auch von den Alpengletschern. Ob beides immer gleichzeitig passierte, ist mit Ausnahme der letzten Eiszeit, nicht sicher.
Die beiden letzten Eiszeiten waren die Riß-Kaltzeit (Alpenraum) bzw. Saale-Eiszeit (Norddeutschland) vor 300 000 bis 120 000 Jahren und die Würm-Eiszeit (Alpenraum) bzw. Weichsel-Eiszeit (Norddeutschland) vor 115 000 bis 10 000 Jahren. Nach dem Ende der letzten Eiszeit war Europa vor ca. 7000 Jahren völlig eisfrei. Erst vor 6000 Jahren entstanden die heutigen Gletscher der Alpen und Skandinaviens.

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Eiszeitlandschaften

Gletschereis liegt nicht still da, sondern fließt. Dabei wird das Gestein unter ihm zermahlen, es schleppt Sand, Kies und Steine mit sich und schiebt Geröll vor sich her. Auf die Weise wird Material vom Gletscher vom Ursprungsort in weit entfernte Gebiete verfrachtet und dort abgelagert. Das Material, das unter dem Gletscher abgelagert wird, heißt Grundmoräne. Grundmoränenlandschaften sind flachwellig mit geringen Höhenunterschieden. Die Böden von Grundmoränen bestehen aus so genannten Geschiebemergel und sind meist fruchtbar. Geschiebemergel enthält Ton, Schluff, Sand, Kies, aber auch Steine, und das alles im Allgemeinen unsortiert.
Das Geröll, das der Gletscher vor sich herschiebt, bleibt als Hügel oder Wall liegen, wenn der Gletscher abschmilzt. Solche Endmoränen finden sich bspw. in Mecklenburg-Vorpommern (aus der Weichsel-Eiszeit), aber auch der Wilseder Berg in der Lüneburger Heide gehört zu einer Endmoräne (und zwar aus der Saale-Eiszeit).
Schmelzwasser fließt auf dem Gletscher ab, sammelt sich aber auch unter dem Gletscher und fließt am Zungenende aus einem so genannten Gletschertor aus. Der vom Gletscher abströmende Gletscherfluss schleppte Sand und Kies mit sich. Nach Durchbrechen der Endmoräne verzweigte der Fluss, wobei sich die Fließgeschwindigkeit verringerte und Sand und Kies sich in breiten Sandern ablagern konnten.
Im norddeutschen Tiefland fällt das Land von Süd nach Nord ab. Das Eis kam von Norden, sodass das Schmelzwasser auf ansteigendes Gelände stieß. Es floss deshalb parallel zum Eisrand ab und bildete die so genannten Urstromtäler.
Beim Zurückweichen der Gletscher konnten Eisblöcke abgetrennt werden, die dann isoliert liegen blieben. Solche Eisblöcke ohne Verbindung zum Gletscher nennt man Toteis. Strömte nun vom eigentlichen Gletscher weiterhin Schmelzwasser ab, konnte dieses Sand und Kies über dem Eisblock ablagern, sodass dieser unter einer Sedimentdecke verschwand. Derart isoliert schmolz er langsamer, aber er schmolz natürlich auch und hinterließ einen Hohlraum. Die darüberliegende Sedimentdecke brach ein und ein Toteisloch oder -kessel entstand. Füllte sich der Kessel mit Grundwasser, entstand ein Toteissee. Toteisseen können von wenigen Tausend Quadratmetern bis zu mehreren Quadratkilometern groß sein.
Nach dem Schmelzen hinterließ der Gletscher ein von der Endmoränenkette umschlossenes Becken. Füllt sich dieses mit Schmelzwasser bzw. später mit Niederschlagswasser oder aus oberflächlichen Zuflüssen, entsteht ein Zungenbeckensee.

Abb. 1 ¦ Glaziale Serie  
BildunterschriftDie Landschaftsformen, die durch einen Gletscher gebildet werden, nennt man glaziale Serie. Sie treten natürlich nicht immer so ideal auf, wie oben beschrieben. So können nachfolgende Eisvorstöße die Formen auch wieder zerstören. Bildunterschrift Ende
Abb. 2 ¦ Gletscher in Island  
Der Skaftafellsjökull ist eine 10 km lange und knapp 2,5 km breite Zunge des Gletschers Vatnajökull in Island.
Abb. 3 ¦ Jøstedalsbre  
BildunterschriftZunge des Jøstedalsbre, dem größten norwegischen Gletscher, mit Gletschertor. Bildunterschrift Ende
Abb. 4 ¦ Sander in Island  
Gletscherfluss mit Sander. Solche Gebiete heißen in Island sandur – von diesem Wort kommt auch das deutsche Sander. In Süddeutschland spricht man auch von Schotterebene.
Abb. 5 ¦ Lüneburger Heide  
Bildunterschrift Die Lüneburger Heide ist bekannt als sandiges Gebiet (weshalb sich ja auch die Heide dort so wohl fühlt). Hier finden sich sowohl Endmoränen aus der Saale-Eiszeit (bspw. Wilseder Berg) als auch Sander (Südheide). Bildunterschrift Ende
Abb. 6 ¦ Spreewald  
BildunterschriftDer Spreewald liegt in einem Urstromtal (dem Glogau-Baruther Urstromtal). Bildunterschrift Ende
Abb. 7 ¦ Vilstal bei Pfronten  
BildunterschriftNach dem Ende der Eiszeit vor 13 000 Jahren hatten die Schmelzwasser des Lechgletschers das (von ihm aufgeschürfte) Vilstal in einen See verwandelt. Heute ist der See durch Ablagerungen verlandet und eingeebnet. Bildunterschrift Ende
Abb. 8 ¦ Geiranger Fjord  
BildunterschriftAuch die norwegischen Fjorde sind von Eiszeitgletschern ausgeschürfte Täler. Bildunterschrift Ende
Abb. 9 ¦ Schleifspuren auf den Lofoten  
BildunterschriftHier fallen etliche parallel verlaufende Linien auf, die Schleifspuren von Gletschern sein könnten, wo das Eis den Fels mit Schutt abgeschmirgelt hat. Der ganze Hang war sehr glatt und sah wie abgeschliffen aus. Bildunterschrift Ende

Weitere Beispiele für eiszeitliche Landschaften unter Alpen und Meck-Pomm.

© Wiebke Salzmann, Oktober 2012

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