Was hat die Erde vor 700 m in einen riesigen Schneeball verwandelt? Wissenschaftler haben jetzt eine Antwort

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Australische Geologen haben mithilfe plattentektonischer Modelle ermittelt, was höchstwahrscheinlich vor mehr als 700 Millionen Jahren zu einem extremen Eiszeitklima in der Erdgeschichte geführt hat.

Die Studie, veröffentlicht in Geologie, hilft uns, die Funktionsweise des in der Erde eingebauten Thermostats zu verstehen, der verhindert, dass die Erde im Überhitzungsmodus stecken bleibt. Es zeigt auch, wie empfindlich das globale Klima auf die atmosphärische Kohlenstoffkonzentration reagiert.

„Stellen Sie sich vor, die Erde wäre fast vollständig zugefroren“, sagte die Hauptautorin der Studie, ARC Future Fellow Dr. Adriana Dutkiewicz. „Genau das geschah vor etwa 700 Millionen Jahren: Der Planet war von den Polen bis zum Äquator mit Eis bedeckt und die Temperaturen sanken. Was genau dies verursachte, war jedoch eine offene Frage.“

„Wir glauben jetzt, dass wir das Rätsel gelöst haben: historisch niedrige vulkanische Kohlendioxidemissionen, unterstützt durch die Verwitterung eines großen Haufens vulkanischen Gesteins im heutigen Kanada; ein Prozess, der atmosphärisches Kohlendioxid absorbiert.“

Das Projekt wurde von den Gletschertrümmern inspiriert, die die uralte Vereisung aus dieser Zeit hinterlassen hat und die in den Flinders Ranges in Südaustralien spektakulär beobachtet werden können.

Eine kürzlich durchgeführte geologische Exkursion zu den Ranges unter der Leitung von Co-Autor Professor Alan Collins von der University of Adelaide veranlasste das Team, mithilfe der EarthByte-Computermodelle der University of Sydney die Ursache und die außergewöhnlich lange Dauer dieser Eiszeit zu untersuchen.

Die ausgedehnte Eiszeit, nach dem europäischen Kolonialforscher von Zentralaustralien im 19. Jahrhundert, Charles Sturt, auch Sturtian-Eiszeit genannt, erstreckte sich von 717 bis 660 Millionen Jahren, eine Zeit, lange bevor die Dinosaurier und das komplexe Pflanzenleben an Land existierten.

Dr. Dutkiewicz sagte: „Für den Auslöser und das Ende dieser extremen Eiszeit wurden verschiedene Ursachen vorgeschlagen, aber der mysteriöseste Aspekt ist, warum sie 57 Millionen Jahre andauerte – eine Zeitspanne, die wir Menschen uns kaum vorstellen können.“

Das Team griff auf ein plattentektonisches Modell zurück, das die Entwicklung von Kontinenten und Ozeanbecken zu einer Zeit nach dem Auseinanderbrechen des alten Superkontinents Rodina zeigt. Sie haben es mit einem Computermodell verbunden, das CO berechnet2 Entgasung von Unterwasservulkanen entlang mittelozeanischer Rücken – den Stellen, an denen Platten auseinandergehen und neue Ozeankruste entsteht.

Sie erkannten bald, dass der Beginn der Sturtian-Eiszeit genau mit einem historischen Tiefstand des vulkanischen CO zusammenhängt2 Emissionen. Darüber hinaus ist der CO2 Der Abfluss blieb während der gesamten Eiszeit relativ gering.

Dr. Dutkiewicz sagte: „Zu dieser Zeit gab es keine vielzelligen Tiere oder Landpflanzen auf der Erde. Die Treibhausgaskonzentration der Atmosphäre wurde fast ausschließlich durch CO bestimmt.“2 Ausgasungen aus Vulkanen und durch Silikatgesteinsverwitterungsprozesse, die CO verbrauchen2.”

Co-Autor Professor Dietmar Müller von der Universität Sydney sagte: „Zu dieser Zeit bestimmte die Geologie das Klima. Wir glauben, dass die Sturtian-Eiszeit aufgrund eines Doppelschlags einsetzte: Eine plattentektonische Reorganisation reduzierte die vulkanische Entgasung auf ein Minimum, während gleichzeitig eine kontinentale Eiszeit herrschte.“ Vulkanprovinz in Kanada begann zu erodieren und verbrauchte atmosphärisches CO2.

„Das Ergebnis war, dass atmosphärisches CO2 fiel auf ein Niveau, bei dem die Vereisung einsetzt – was unserer Schätzung nach unter 200 Teile pro Million liegt, weniger als die Hälfte des heutigen Niveaus.“

Die Arbeit des Teams wirft interessante Fragen zur langfristigen Zukunft der Erde auf. Einer aktuellen Theorie zufolge würde sich die Erde in den nächsten 250 Millionen Jahren in Richtung Pangaea Ultima entwickeln, einem Superkontinent, der so heiß ist, dass Säugetiere aussterben könnten.

Allerdings befindet sich die Erde derzeit auch auf einer Flugbahn mit niedrigerem vulkanischem CO2 Emissionen, da Kontinentalkollisionen zunehmen und die Platten langsamer werden. Vielleicht verwandelt sich Pangaea Ultima also wieder in einen Schneeball.

Dr. Dutkiewicz sagte: „Was auch immer die Zukunft bringt, es ist wichtig zu beachten, dass der geologische Klimawandel, wie er hier untersucht wird, äußerst langsam vonstatten geht. Laut NASA vollzieht sich der vom Menschen verursachte Klimawandel zehnmal schneller als wir.“ zuvor gesehen.”



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