Ein Forschungsteam, bestehend aus Klimatologen und einem Astronomen, hat mithilfe eines verbesserten Computermodells den Zyklus der Eiszeiten (Eiszeiten) vor 1,6 bis 1,2 Millionen Jahren reproduziert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Gletscherzyklus vor allem durch astronomische Kräfte angetrieben wurde, und zwar auf eine ganz andere Art und Weise als in der Neuzeit. Diese Ergebnisse werden uns helfen, die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der Eisschilde und des Erdklimas besser zu verstehen.
Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne und die Ausrichtung ihrer Drehachse ändern sich im Laufe der Zeit aufgrund der Anziehungskraft der Sonne, des Mondes und anderer Planeten langsam. Diese astronomischen Kräfte beeinflussen die Umwelt auf der Erde aufgrund von Veränderungen in der Verteilung des Sonnenlichts und dem Kontrast zwischen den Jahreszeiten. Insbesondere Eisschilde reagieren empfindlich auf diese äußeren Kräfte, was zu einem Zyklus zwischen Eiszeiten und Zwischeneiszeiten führt.
Der heutige glazial-interglaziale Zyklus hat einen Zeitraum von etwa 100.000 Jahren. Der Glazialzyklus im frühen Pleistozän (vor etwa 800.000 Jahren) änderte sich jedoch schneller und betrug etwa 40.000 Jahre. Es wurde angenommen, dass astronomische äußere Kräfte für diese Veränderung verantwortlich sind, die Einzelheiten des Mechanismus sind jedoch nicht verstanden. In den letzten Jahren ist es durch die Verfeinerung geologischer Daten und die Entwicklung theoretischer Forschung möglich geworden, die Rolle astronomischer Kräfte detaillierter zu untersuchen.
Ein Team unter der Leitung von Yasuto Watanabe an der Universität Tokio konzentrierte sich mithilfe eines verbesserten Klimacomputermodells auf das frühe Pleistozän vor 1,6 bis 1,2 Millionen Jahren. In diesen Simulationen werden astronomische Kräfte berücksichtigt, die auf modernster Theorie basieren. Die großen numerischen Simulationen in dieser Studie reproduzieren gut den 40.000-jährigen Eiszeitzyklus des frühen Pleistozäns, wie aus den geologischen Aufzeichnungsdaten hervorgeht.
Aus der Analyse dieser Simulationsergebnisse hat das Team drei Fakten über die Mechanismen identifiziert, durch die astronomische Kräfte damals Klimaveränderungen verursachten.
„Während geologische Beweise aus älteren Zeiten ans Licht kommen, wird immer deutlicher, dass die Erde ein anderes Klimaregime hatte als heute. Wir müssen ein anderes Verständnis der Rolle des astronomischen Antriebs in der fernen Vergangenheit haben“, sagt Takashi Ito von das Nationale Astronomische Observatorium Japans, ein Mitglied dieses Forschungsteams, das die Diskussion über astronomische äußere Kräfte leitete.
„Die in dieser Studie durchgeführten numerischen Simulationen reproduzieren nicht nur den glazial-interglazialen Zyklus des Pleistozäns gut, sondern erklären auch erfolgreich die komplexen Auswirkungen, wie astronomische Kräfte den Zyklus zu dieser Zeit trieben. Wir können diese Arbeit als Ausgangspunkt für die Untersuchung von betrachten.“ Gletscherzyklen jenseits der heutigen Erde.
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Kommunikation Erde und Umwelt.
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Yasuto Watanabe et al.: Astronomischer Antrieb prägte den Zeitpunkt früher pleistozäner Gletscherzyklen. Kommunikation Erde und Umwelt (2023). DOI: 10.1038/s43247-023-00765-x