Klima und Mensch Klimaveränderungen in der Erdgeschichte Veränderungen im Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre beeinflussen direkt das Klima: Hohe CO2-Werte verstärken den Treibhauseffekt und führen zu Erwärmung, niedrige Werte tragen zur Abkühlung bei. Viele große Klimaveränderungen der Erdgeschichte lassen sich dadurch erklären. Auch Vulkane, Plattentektonik, Einschläge von Meteoriten oder Schwankungen von Sonnenaktivität wirken auf das Klima ein. CO2-Gehalt der Uratmosphäre beeinflusste das Klima Die Uratmosphäre der Erde enthielt noch keinen Sauerstoff, sondern vor allem Wasserdampf (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2), Schwefeldioxid (SO2), Stickstoff (N2) und Methan (CH4). Als sich die Erde abkühlte, entstanden Ozeane. Darin löste sich CO2, wodurch der Treibhauseffekt schwächer wurde und die Erde weiter abkühlte. Vor etwa 2,7 Milliarden Jahren entwickelten Bakterien die Fotosynthese. Dabei wurde Sauerstoff frei, während CO2 und Methan abnahmen. Das Klima kühlte ab, und die erste große Eiszeit begann. Diese Veränderung der Atmosphäre war für die Evolution der Landlebewesen bedeutsam: Sauerstoff ermöglichte neue Lebensformen. Eiszeitalter als Folge von CO2-Entzug Im Laufe der Erdgeschichte gab es fünf Eiszeitalter, die jeweils viele Millionen Jahre andauerten. Die Ursachen waren verschiedene Prozesse, die dazu führten, dass der CO2-Gehalt in der Atmosphäre abnahm. Zum Beispiel entzog im Karbonzeitalter vor etwa 350 Mio. Jahren das Wachstum riesiger Wälder aus Baumfarnen, Schachtelhalmen und Bärlappgewächsen der Luft viel CO2. Abgestorbene Pflanzen zersetzten sich im sumpfigen Boden nur unvollständig und wurden zu Kohle. Damit wurde Kohlenstoff langfristig gespeichert, und das Klima kühlte ab. Auch die Verwitterung bestimmter Gesteine kann der Atmosphäre langfristig CO2 entziehen. Regenwasser nimmt CO2 aus der Luft auf und bildet Kohlensäure. Diese löst Calcium aus Gesteinen. Das Calcium wird mit Flüssen ins Meer transportiert und trägt dort zum Aufbau von Kalk bei. So kann Kohlenstoff über Millionen von Jahren in Kalkstein gespeichert werden. Die Verwitterung von Silikatgesteinen findet ständig statt. Sie wird stärker, wenn bei der Entstehung von Gebirgen viel frisches Gestein an die Oberfläche gelangt. Vor etwa 50 Millionen Jahren begann durch den Zusammenstoß der indischen und der eurasischen Erdplatte die Entstehung des Himalayas. Die verstärkte Verwitterung entzog der Atmosphäre über lange Zeit CO2 und schwächte den Treibhauseffekt. Vor etwa 35 Millionen Jahren begann das fünfte große Eiszeitalter. Der gesunkene CO2-Gehalt begünstigte die Abkühlung der Erde. Außerdem wurde die Antarktis von kalten Meeresströmungen umgeben und vom warmen Wasser der Tropen abgeschnitten. Dadurch konnte sich dort dauerhaft Eis bilden. Wenn sich einmal größere Eisflächen gebildet haben, verstärkt der sogenannte Eis-Albedo-Effekt die Abkühlung: Schnee und Eis reflektieren einen großen Teil des Sonnenlichts, wodurch sich die Erde noch weiter abkühlt. Sonnenaktivität Die Sonne sendet Energie in Form von Licht und Wärme aus. Die Menge an Energie ist jedoch nicht immer gleich. Die Energieabgabe schwankt in etwa 11-jährigen Zyklen. Diese Aktivität beeinflusst das Klima auf der Erde. Sie ist allerdings nicht die Ursache für den aktuellen Klimawandel. Eiszeitalter Während der Eiszeitalter sind mindestens 10 % der Erdoberfläche vereist. Innerhalb eines Eiszeitalters gibt es aufgrund von Klimaschwankungen Warm- und Kaltzeiten. Eis-Albedo-Effekt albedo (lat.) = Helligkeit; der Begriff Albedo bezeichnet die Rückstrahlung des Sonnenlichts. Eis und Schnee haben eine sehr hohe Albedo. Je mehr Eisflächen es gibt, desto mehr Sonnenlicht wird ins All reflektiert und nicht als Wärme von der Erdoberfläche gespeichert. 3 Die Erde vor 100 Millionen Jahren Das Prinzip der Oberflächenvergrößerung Wenn ein großes Gesteinsstück in viele kleine Teile zerbricht, nimmt seine gesamte Oberfläche zu. Das kann man sich wie bei einem Stück Würfelzucker vorstellen: Im Ganzen hat es eine kleine Oberfläche. Wird es zerbröselt, können viel mehr Flächen mit Wasser in Kontakt kommen. Je größer die Oberfläche ist, desto besser können Wasser und gelöste Stoffe angreifen. Chemische Prozesse wie die Silikatverwitterung laufen dann schneller ab. Kenn ich das? 8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU2NDQ5MQ==