Datei:Phanerozoic Climate Change (de).png

Beschreibung

Diese Abbildung zeigt die langfristige Entwicklung der Sauerstoffisotopenverhältnisse während des Phanerozoikums, wie sie in Fossilien gemessen wurden, wie von Veizer et al. (1999) berichtet und 2004 online aktualisiert wurde.^[1][2] Diese Verhältnisse spiegeln sowohl die lokale Temperatur am Ablagerungsort als auch globale Veränderungen im Zusammenhang mit dem Ausmaß der permanenten kontinentalen Vergletscherung wider. Daher können relative Änderungen der Sauerstoffisotopenverhältnisse als grobe Änderungen des Klimas interpretiert werden. Die quantitative Umrechnung zwischen diesen Daten und direkten Temperaturänderungen ist ein komplizierter Prozess, der mit vielen systematischen Unsicherheiten behaftet ist. Es wird jedoch geschätzt, dass jede Änderung von 1 Promille des δ18O-Verhältnisses ungefähr einer Änderung der tropischen Meeresoberflächentemperatur um 1,5-2 °C entspricht (Veizer et al. 2000).

In dieser Abbildung sind auch blaue Balken dargestellt, die Zeiträume anzeigen, in denen geologische Kriterien (Frakes et al. 1992^[3]) auf kalte Temperaturen und Vergletscherung hindeuten, wie von Veizer et al. (2000) berichtet. Die Jura-Kreidezeit, die als heller blauer Balken dargestellt ist, wurde aus geologischen Gründen als "kühle" Periode interpretiert, aber die Konfiguration der Kontinente zu dieser Zeit scheint die Bildung großer Eisschilde verhindert zu haben.

Alle hier präsentierten Daten wurden an die geologische Zeitskala des ICS von 2004 angepasst. Der "kurzfristige Durchschnitt" wurde durch Anwendung eines σ = 3 Myr Gauß-gewichteten gleitenden Durchschnitts auf die ursprünglich 16 692 gemeldeten Messungen gebildet. Der graue Balken zeigt die zugehörige statistische Unsicherheit von 95 % im gleitenden Mittelwert. Der "langfristige Durchschnitt" ist ein σ = 15 Myr Gauß'scher Durchschnitt des kurzfristigen Datensatzes.^[4][5]

Auf geologischen Zeitskalen ist die größte Verschiebung bei den Sauerstoffisotopenverhältnissen auf die langsame radiogene Entwicklung des Erdmantels zurückzuführen. Es gibt eine Reihe von Vorschlägen, wie damit umzugehen ist, und sie unterliegen einer Reihe von systematischen Verzerrungen, aber der gängigste Ansatz besteht einfach darin, langfristige Trends in den Aufzeichnungen zu unterdrücken. Dieser Ansatz wurde in diesem Fall angewandt, indem ein quadratisches Polynom von den kurzfristigen Durchschnittswerten abgezogen wurde. Daher ist es nicht möglich, allein aus diesen Daten Rückschlüsse auf sehr langfristige (>200 Myr) Temperaturveränderungen zu ziehen. In der Regel geht man jedoch davon aus, dass sich die Temperaturen während der gegenwärtigen Kaltzeit und während des kreidezeitlichen Wärmemaximums nicht wesentlich von den Kalt- und Warmzeiten während des restlichen Phanerozoikums unterscheiden. Kürzlich wurde dies jedoch von Royer et al. (2004)^[6] bestritten, die darauf hinweisen, dass die Höchst- und Tiefsttemperaturen im frühen Teil des Phanerozoikums beide deutlich wärmer waren als ihre jüngsten Pendants.

Oben und unten in der Abbildung sind gängige Symbole für geologische Perioden eingezeichnet, die als Referenz dienen.

Langfristige Entwicklung

Die langfristigen Veränderungen in den Isotopenverhältnissen wurden als eine ~140 Myr Quasi-Periodizität im globalen Klima interpretiert (Veizer et al. 2000), und einige Autoren (Shaviv und Veizer 2003^[7]) haben diese Periodizität als durch die Bewegungen des Sonnensystems um die Galaxie bedingt interpretiert. Begegnungen mit galaktischen Spiralarmen können den kosmischen Strahlungsfluss plausibelerweise um den Faktor 3 erhöhen. Da die kosmische Strahlung die Hauptquelle der Ionisierung in der Troposphäre ist, können diese Ereignisse das globale Klima beeinflussen. Eine wesentliche Einschränkung dieser Theorie besteht darin, dass die vorhandenen Messungen den Zeitpunkt der Begegnungen mit den Spiralarmen nur schlecht eingrenzen können.

Die traditionellere Sichtweise besagt, dass langfristige Veränderungen des globalen Klimas durch geologische Kräfte gesteuert werden, insbesondere durch Veränderungen in der Konfiguration der Kontinente als Folge der Plattentektonik.

Einzelnachweise