Asymmetrische Entwicklung der polaren Eisschilde veränderte Eiszeitzyklen

Die MPT fand vor etwa einer Millionen Jahre über einen Zeitraum von mehreren hunderttausend Jahren statt und wirkt sich noch bis heute auf die Stärke und die Häufigkeit von Eis- und Warmzeiten aus, welchen unsere Vorfahren während der Entwicklung zum modernen Menschen ausgesetzt waren. Damals veränderte sich der zeitliche Rhythmus von Kalt- und Warmzeiten, und es bildete sich eine neue eiszeitliche Dynamik aus, die von einem relativ langsamen Aufbau von Eiszeiten und deren vergleichsweise abrupten Ende geprägt ist. Dauerte ein kompletter Zyklus von Warm- und Eiszeit vor der MPT etwa 41.000 Jahre, verlangsamte sich dieser Rhythmus nach der MPT auf etwa 100.000 Jahre. „Es gibt verschiedene Hypothesen dazu, was die MPT ausgelöst haben könnte“, sagt Dr. Christian Stepanek, Mitautor der Studie und Forscher am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Eine davon betrifft die Größe der Eisschilde der nördlichen Hemisphäre, die um die Zeit der MPT größer wurden. Diese könnten dann anfälliger für niedrige Frequenzen der Veränderungen in der Sonneneinstrahlung geworden sein, die auf fortwährenden natürlichen Variationen der Rotationsachse und der Umlaufbahn der Erde um die Sonne beruhen. Zusammen mit nachgelagerten Prozessen im Erd- und Klimasystem sind es solche Änderungen in der Sonneneinstrahlung, die Entstehung und Ende von Eiszeiten begründen.“ 

Die Studie, die unter der Leitung von An Zhisheng von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) erstellt wurde, beschreibt nun eine mögliche Ursache für die Veränderungen der Eisschilde in der nördlichen Hemisphäre des Pleistozäns: Demnach könnte eine sich langsam intensivierende Vereisung der Antarktis Bedingungen herbeigeführt haben, unter denen auch die Arktis stärker zufrieren konnte. „Wir fanden nicht nur heraus, dass die antarktischen Eisschilde während des Pleistozäns früher gewachsen sind als ihre Gegenstücke auf der Nordhalbkugel. Mit Hilfe numerischer Klimamodelle zeigen wir auch, dass das erhöhte Eisvolumen auf der Südhalbkugel die Umweltbedingungen für das spätere Wachstum der Eisschilde auf der Nordhalbkugel geprägt haben könnte“, so Christian Stepanek. Demnach hatte die Ausdehnung der Eisschilde und des Meereises in der südlichen Hemisphäre einen Einfluss auf die Dynamik der Ozeane und der Atmosphäre. Insbesondere führte es zu einer Abkühlung nördlicher Polarregionen und zu einem erhöhten Transport von Feuchte in den Norden. Zusammen mit kohlendioxidbedingten Rückkopplungen könnte dies dazu geführt haben, dass die Eisschilde auf der Nordhemisphäre wuchsen und damit die Entstehung der MPT begünstigten. Denn diese überschneidet sich mit der Ausdehnung der Eismassen in der nördlichen Hemisphäre vor etwa 1,25 Millionen Jahren, während die Eisschilde der südlichen Hemisphäre sich laut dieser Studie deutlich früher vergrößerten.