Hat das Gletscherklima die frühe Evolution des Menschen beeinflusst?

Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung der Universität Cambridge hat einen „Kipppunkt“ vor etwa 2,7 Millionen Jahren entdeckt, als sich die globalen Klimabedingungen von warm und stabil zu kalt und chaotisch wandelten, während sich die kontinentalen Eisschilde auf der Nordhalbkugel ausdehnten.

Nach diesem Übergang hätte das Klima der Erde aufgrund zyklischer Veränderungen in der Umlaufbahn des Planeten begonnen, zwischen warmen Zwischeneiszeiten und Eiszeiten zu wechseln. Die Eiszeiten nach dem Kipppunkt verliefen jedoch unregelmäßiger und waren von starken Temperaturschwankungen innerhalb kurzer Zeiträume geprägt.

Globaler „Wendepunkt“

Das Team untersuchte im Rahmen einer Expedition des International Ocean Discovery Program (IODP) Chemikalien in Tiefseebohrkernen aus Portugal, wobei es die chemische Zusammensetzung der Sedimente, beispielsweise die Verhältnisse von Kalzium, Zirkonium, Strontium und Titan, untersuchte, um zu verstehen, wie schnell sich das Klima veränderte.

„Bis vor 2,7 Millionen Jahren war es relativ ruhig, doch dann tauchten die ersten Anzeichen für heftige ‚Kälteeinbrüche‘ auf“, sagte Professor David Hodell vom Institut für Geowissenschaften der Universität Cambridge, der die Studie leitete. „Diese Ereignisse könnten Vorboten dessen gewesen sein, was noch kommen sollte, denn vor 2,5 Millionen Jahren erkennen wir ein deutliches Muster mehrerer schneller Schwankungen im Erdklima auf einer Zeitskala von tausend Jahren. Von da an war Variabilität ein beständiges Merkmal des glazialen Klimas, was mit dem übereinstimmt, was wir in den grönländischen Eiskernen während der letzten Eiszeit beobachten.“

Das Wachstum der Eisschilde und der rasche Klimawandel im Laufe der Jahrtausende scheinen miteinander in Zusammenhang zu stehen und zeigen sich übereinstimmend in Bohrkernen von anderen Standorten, was bestätigt, dass die Signale weitreichende Klimaereignisse widerspiegeln.

„Das war die Zeit, in der der Eiszeit-Zwischeneiszeit-Zyklus richtig in Gang kam“, sagte Hodell. „Eiszeiten waren nicht nur kalt, sondern auch sehr wechselhaft, mit starken Temperaturschwankungen innerhalb relativ kurzer Zeiträume.“

Dieser Wendepunkt fiel zudem mit dem Auftreten der Gattung Homo zusammen, zu der auch der moderne Mensch gehört, was darauf hindeutet, dass Klimaschwankungen die frühe menschliche Evolution geprägt haben könnten. Forscher haben bereits zuvor vermutet, dass rasche Klimaveränderungen die menschliche Evolution beeinflusst haben könnten, da die Menschen gezwungen gewesen wären, sich an veränderte Klimabedingungen und Vegetation anzupassen, um zu überleben.

Die am Standort in Portugal gewonnenen Sedimente lagern sich schnell und kontinuierlich ab und dokumentieren die Geschichte der Erde in einer Genauigkeit, wie sie sonst nur bei polaren Eisbohrkernen zu finden ist; sie reichen jedoch Millionen von Jahren zurück, sodass das Team 5,3 Millionen Jahre Klimageschichte analysieren kann.

Die raschen Klimaschwankungen fielen mit einer weiteren Veränderung aus dem Nordatlantik zusammen: dem ersten großflächigen Auftreten von Gesteinskörnern, die von Eisbergen ins Meer getragen worden waren. Die Ablagerungsschichten deuten darauf hin, dass die Eisschilde groß genug geworden waren, um den Ozean zu erreichen. Die marinen Eisschilde könnten durch eine Störung der Ozeanzirkulation abrupte Klimaveränderungen auslösen.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass es vor etwa 2,5 Millionen Jahren, während des marinen Isotopenstadiums 100, im Nordatlantik zu mehreren Phasen des Eisbergabbruchs kam, was durch Kälteeinbrüche in Sedimentkernen belegt wird.

Schnelle Klimaschwankungen im Anschluss an „Sweet Spots“

Die Bohrkerne zeigten, dass es nur dann zu raschen Klimaschwankungen kam, wenn die Vereisung einen bestimmten Schwellenwert erreichte. Das Team beschrieb dies als einen „Sweet Spot“, an dem die Eisschilde groß genug, das Meer kalt genug und die Ozeanzirkulation empfindlich genug waren, um in eine Phase der Instabilität zu kippen. Sobald dieser Schwellenwert erreicht war, prägten Schwankungen im Jahrtausendmaßstab das Klima der Eiszeiten während der letzten 2,6 Millionen Jahre.

„Diese Phase der Gletscherausbreitung ist der jüngste der großen klimatischen Wendepunkte der letzten 66 Millionen Jahre“, sagte Hodell.

Diese Forschungsarbeit hilft Wissenschaftlern zu verstehen, wann und wie abrupte Klimaschwankungen entstanden sind und wie die Eisschilde der Erde die Klimamuster über verschiedene Zeitskalen hinweg beeinflusst haben.

Quellenhinweis:

Onset of millennial climate variability with the intensification of Northern Hemisphere glaciation | Science. Hodell, D.A., Abrantes, F., Alvarez Zarikian, C.A., Herbert, T.D., Du, M., Crowhurst, S.J., Mleneck-Vautravers, M., Rolfe, J.E., Chen, X., Brooks, H.L., Clark, W.B., Dauchy-Tric, L.F.B., dos Santos Rocha, V., Flores, J.-A., Hines, S.K.V., Huang, H.-H.M., Ikeda, H., Kaboth-Bahr, S., Kuroda, J. and Link, J.M. 19^th February 2026.