In den Eiskappen der Pole sind etwas mehr als zwei Prozent der Wassermenge der Erde gebunden - ein zwar nur geringer Betrag im Verhältnis zu den Ozeanen (97 Prozent), aber doch so viel, dass ihr Abschmelzen den Wasserstand des Weltmeeres um 40 m erhöhen würde.
Abgesehen von ihrer Größe unterscheiden sich diese Eismassen dadurch von Gebirgsgletschern, dass sie von einem Zentrum aus nach allen Seiten fließen. Es gibt zwei große Inlandeis-Gebiete: die Antarktika und Grönland.
Die polaren Eisschilde
Das Inlandeis Grönlands breitet sich über eine Fläche von 1,74 Mio. Quadratkilometern aus und bedeckt etwa 80 Prozent der Insel. Das Volumen dieses gewaltigen Eisschildes beträgt 2,8 Mio. Kubikkilometer, im Zentrum ist das Eis 3400 m dick, durchschnittlich 1600 m.
Der antarktische Eispanzer (bis 4000 m mächtig) überdeckt eine Räche, die eineinhalb mal so groß ist wie die Vereinigten Staaten, nämlich rund 13 Mio. Quadratkilometer, mit annähernd 25 Mio. Kubikkilometern besitzt das Inlandeis der Antarktika das neunfache Volumen des grönländischen. Die allseits zum Südpolarmeer hin abströmenden Gletscher haben in den tief eingreifenden Buchten des Kontinents riesige Schelfeisflächen gebildet. Die Küstenlinien verändern sich ständig.
Die verschiedenen Eiszeiten
Sowohl das grönländische als auch das antarktische Inlandeis sind die Reste einer großen Vereisungsperiode, die in den mittleren Breiten vor ungefähr 12 000 Jahren zu Ende ging. Die damit zusammenhängenden geologischen Erscheinungen, z. B. große Mengen grobkörniger Sedimente, erratische Blöcke (Findlinge), Flussterrassen und gehobene Küstenlinien, waren schon früh erkannt, doch der Sintflut zugeschrieben worden. Erst Mitte des 19. Jahrhunderts wurde man sich über die Eiszeiten klar.
Innerhalb der letzten zwei Millionen Jahre gab es fünf Hauptvereisungen und fünf Warmzeiten (Interglaziale). Die jüngste Warmzeit bildet das Holozän (Alluvium, Postglazial), den gegenwärtigen Abschnitt der Erdgeschichte.
Während der zusammenfassend als »die Eiszeit« bezeichneten Vereisungsperioden im Pleistozän bedeckte ein mächtiger Eisschild die nördlichen Kontinente. Norddeutschland, die Britischen Inseln und Nordrußland waren eisbedeckt, Skandinavien und das Baltikum lagen gänzlich unter Eis. Von den Alpen und den Pyrenäen flössen gewaltige Gletscher weit ins Vorland. Sibirien und Kamtschatka waren teilweise vereist, in Nordamerika reichte die Vereisung bis in das Gebiet von Illinois. In den Rocky Mountains stauten sich große Gletscher. Argentinien war bis 40? südl. Breite eisbedeckt, die Anden waren stark vergletschert und auch Neuseeland lag unter Eismassen begraben.
Die zeitliche Abfolge der verschiedenen Eis- und Wärmezwischenzeiten konnte mittels Untersuchung von glazialen Seesedimenten (speziell ihrer Jahresschichten, der sogenannten Warven), der Pollen von Pflanzen (Hinweis auf das Klima), und fossiler Böden zwischen den glazialen Sedimenten, ehemaliger Küstenlinien und Flussterrassen festgestellt werden. Andere Methoden ziehen Radioisotope heran, untersuchen Baumringe, Mikrofossilien in Tiefseesedimenten und Sauerstoffisotop-Verhältnisse (die beiden letzten zur Temperaturbestimmung).
Glaziale Ablagerungen und vom Eis geschrammte oder polierte Gesteine (gekritzte Geschiebe und Gletscherschliffe) lassen sich auch in älteren geologischen Formationen beobachten. Im jüngeren Präkambrium sind drei Vereisungszeiten bekannt (vor 940, 770 und 615 Millionen Jahren), während im Devon (vor ungefähr 400 Millionen Jahren) und im Permokarbon (vor 295 Millionen Jahren) nur jeweils eine Eiszeit aufgetreten war.
Ursachen der Eiszeiten
Es gibt einige Dutzend Theorien, die die Entstehung der Eiszeiten zu erklären suchen. Die einen führen sie auf rein terrestrische Phänomene zurück, wie die eine Eiszeit begünstigende (heutige) Lage eines Kontinents im Bereich des Südpols und eines landumschlossenen Meeres am Nordpol, wodurch die temperaturausgleichende Wirkung des Ozeanes sich in diesen Gebieten nicht entfalten kann. Andere Theorien gehen von Veränderungen der Atmosphäre aus, beispielsweise ein Abnehmen des Kohlendioxidgehaltes - die Folge wäre eine höhere Wärmeabstrahlung der Erde - oder eine Vermehrung des Staubes in der Atmosphäre (verursacht durch Vulkanausbrüche), die zu einer Abnahme der Strahlungsintensität der Sonne führen müsste.
Darüber hinaus hat man astronomische Begründungen vorgebracht. Die betreffenden Theorien machen Variationen der Strahlungsintensität der Sonne oder Änderungen im Abstand zwischen Sonne und Erde für die Eiszeiten verantwortlich. Eine Hypothese führt die Vereisungen auf kosmische Staubwolken zurück, durch die unser Sonnensystem sich in der Vergangenheit bewegte. Dies würde aber bedeuten, dass alle 50 Millionen Jahre Eiszeiten eintreten und einige Millionen Jahre andauern müssten. Wissenschaftliche Beweise unterstützen diese Theorie in mancher Hinsicht.
Hält man die letzte Theorie für zutreffend, müssten wir uns heute am Ausgang der jüngsten Eiszeit befinden. Dem steht entgegen, dass die Möglichkeit einer kommenden Zwischeneiszeit diskutiert wird. Einige Gegebenheiten deuten darauf hin, u. a. die nach Süden gerichtete Verschiebung der Klimagürtel auf der Nordhemisphäre (mit weniger heißen Sommern in Europa und Dürren in der Sahelzone). Andererseits zeigt die Untersuchung des Klimas während der vergangenen 10 000 Jahre, dass solche Fluktuationen keineswegs ungewöhnlich sind.
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