Vor über 700 Millionen Jahren durchlief unser Planet eine Eiszeit von ungeheurer Intensität, so dass sich die Eisschilde bis zum Äquator ausdehnten und sich trafen.
Zum ersten Mal ist es Geologen gelungen, die Temperatur des Ozeans unter dem Eis während dieser als "Schneeball-Erde"-Epoche bezeichneten Periode zu bestimmen. Ihre in
Nature Communications veröffentlichten Beobachtungen schätzen diese Temperatur auf etwa -15 °C, was den niedrigsten jemals dokumentierten Wert für Meerwasser darstellt.
Um diese Schätzung zu erstellen, untersuchten die Wissenschaftler oxidierte Eisenerzablagerungen aus dieser Ära. Ihre Studie der Eisenisotope konnte zeigen, dass das Wasser damals extrem kalt war. Dieser Ansatz beruht auf dem Prinzip, dass sich die Umwandlung von Eisen je nach Temperatur in einer sauerstofffreien Umgebung unterschiedlich vollzieht, ähnlich wie in den Ozeanen, die damals unter dem Eisdecker stagnierten.
Der Erhalt des Wassers im flüssigen Zustand erforderte einen außergewöhnlichen Salzgehalt. Die Daten deuten darauf hin, dass das Meer bis zu viermal salziger war als die heutigen Ozeane. Diese hohe Salzkonzentration, vergleichbar mit der einiger antarktischer Seen, verhinderte trotz der intensiven Kälte ein vollständiges Durchfrieren und ermöglichte so das Fortbestehen von Reservoirs flüssigen Wassers.
Mehrere Fachleute haben ihre Eindrücke zu diesen Ergebnissen geteilt. Der Geochemiker Andy Heard bezeichnete die Methode als originell, riet aber gleichzeitig zu einer qualitativen Interpretation der Messungen. Jochen Brocks seinerseits wies darauf hin, dass seine eigenen Arbeiten zum Salzgehalt die Existenz dieser extremen Bedingungen stützen, was die Glaubwürdigkeit des beschriebenen Szenarios erhöht.
Der Eis-Albedo-Rückkopplungsmechanismus
Die Albedo bezeichnet das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche gegenüber der Sonnenstrahlung. Helle Oberflächen wie Eis oder Schnee reflektieren einen großen Teil dieser Energie zurück in den Weltraum und tragen so zur Abkühlung der Atmosphäre bei.
Wenn sich das Erdklima abkühlt, erhöht die Ausdehnung des Eises die globale Albedo. Dieses Phänomen führt zu einem weiteren Absinken der Temperaturen, was seinerseits zu mehr Eisbildung führt und eine positive Rückkopplungsschleife erzeugt. Dieser Prozess kann sich schnell verstärken.
Während der "Schneeball-Erde"-Episode hat dieser Mechanismus wahrscheinlich zu einer nahezu vollständigen Vereisung des Globus geführt. Er zeigt, wie geringfügige anfängliche Veränderungen in der Lage sind, klimatische Effekte über sehr lange Zeiträume zu verstärken.
Heutzutage ist das Verständnis dieser Rückkopplung nützlich, um die Klimaentwicklung vorherzusehen, insbesondere in einem Szenario, in dem das Abschmelzen des Eises durch die Verringerung der Albedo zu einem beschleunigten Temperaturanstieg in einem ähnlichen, aber umgekehrten Mechanismus beitragen könnte.
Quelle: Nature Communications