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Josef Klostermann:

Das Klima im Eiszeitalter

[The climate of the ice-age]

1999. 1. Auflage, X, 284 Seiten, 90 Abbildungen, 7 Tabellen, 14x21cm, 550 g
Language: Deutsch

ISBN 978-3-510-65189-4, brosch.

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Contents

Text aus Klappentext top ↑

Klima, Klimageschichte und Klimaprognosen haben inzwischen große Bedeutung für die Menschheit erlangt, wie die Weltklimagipfel in den letzten Jahren zeigen. Wir leben heute im jüngsten Eiszeitalter, das vor ungefähr 2.4 Millionen Jahren begann.
Wenn man die Klimaveränderungen der Vergangenheit verstehen und Prognosen für die zukünftige Klimaentwicklung abgeben will, gilt es also, das Klima des Eiszeitalters zu erforschen, denn das Klima der Zukunft wird wahrscheinlich das eines Eiszeitalters sein.

Das Klima im Eiszeitalter wird von einer Fülle komplexer Vorgänge gesteuert, die wiederum durch eine Vielzahl von Rückkopellungsprozessen miteinander verknüpft sind. Diese Komplexität führt dazu, daß das Klima im Eiszeitalter und die Gründe für Klimaschwankungen nur im Zusammenwirken verschiedener Wissenschaftszwiege erforscht werden kann.

Das vorliegende Buch versucht als interdisziplinäres Werk die Erkenntnisse der Geologie, Ozeanographie, Paläontologie, Astronomie und der Geographie gut verständlich zu vereinen.

Synopsis (engl.) top ↑

Climate, its history and development and climate forecasts have been shifted to the center of attention of mankind. The outstanding importance of this topic is ably manifested by increasing interest in the world climate summits held in recent years. Today, we happen to be living in the most recent ice age which began approximately 2.4 million years before present.
In order to forecast future climate development and to understand the way past climates have changed, scientists must study the climate of past ice ages, as these data are the only data available; furthermore, the climate of the future is expected to be the climate of an ice age and for this reason similar to past climates.
Climate in general, and specifically during ice ages, is controlled by a number of complex individual processes, which are influenced by all other processes via complex feedback loops. These intricacies require a broad interdisciplinary approach to study climates of the past.
The author of this book has attempted to present the climate of the ice ages in a synoptic, holistic way incorporating contributions from geology, oceanography, paleontology, astronomy and geography.

Besprechung: Mitt. Höhlen u. Karstforsch 45(3) top ↑

Das Quartär ist eines der interessantesten und in Bezug auf die anhaltende Klimadiskussion das wichtigste erdgeschichtliche Zeitalter. Im Laufe der 80er Jahre wurde immer deutlicher, wie gravierend der Eingriff der Menschheit in das Weltklima ist und welche katastrophalen Folgen z.B. der unkontrollierte Ausstoß von C02 mit sich bringen kann. Einerseits um diese "hausgemachten" Eingriffe richtig bewerten und abschätzen zu können, anderseits um die natürlichen Prozesse von Klimaschwankungen in den Gesamtkontext mit einbeziehen und verstehen zu können, ist es sehr wichtig, gerade die Klimaveränderungen des Quartärs zur erforschen.

Dazu ist zu wissen, daß die Zeit in der wir leben, das Holozän, ein Teil dieses Erdzeitalters ist. Anders gesagt, die komplexen Vorgänge, die in den letzten Jahrhunderttausenden unser Klima bestimmt haben, werden auch das Klima der Zukunft bestimmen. Die Komplexität der quartären Klimaforschung spiegelt sich auch in der Beteiligung der verschiedensten Wissenschaftszweige, wie z.B. Geologie, Paläontologie, Botanik, Archäologie, Meteorologie, Geographie, und Astronomie wieder.

Wer sich mit dem Thema beschäftigen möchte, dem wird es, vor allem als Laie, nicht immer leicht gemacht, diese Vielfalt zu durchdringen und zu verstehen. Nicht nur in dieser Hinsicht ist das Buch "Klima im Eiszeitalter" von Josef Klostermann sehr zu begrüßen. Dem Autor, selber ausgewiesener und anerkannter Quartärgeologe, ist es trotz der Komplexität des Themas gelungen, ein sehr informatives und gut verständliches Buch zu präsentieren. Alle Aspekte werden angesprochen und mit den wichtigsten Fakten dargesteilt. Ergänzt werden die textlichen Ausführungen durch viele ansprechende Fotos, Zeichnungen, Tabellen, Karten und Klimakurven.
Für alle die mehr über das Quartär und über das mögliche Klimageschehen von morgen erfahren wollen ist dieses Buch ein Muß!

Mitteilungen des Verbandes der deutschen Höhlen und Karstforscher 45(3), 1999 Wilfried Rosendahl

Bespr.: Die Heimat top ↑

Klima, Klimageschichten und Klimaprognosen haben inzwischen große Bedeutung für die gesamte Menschheit erlangt. Josef Klostermann, Ltd. Geologiedirektor am Krefelder Geologischen Landesamt, untersucht in seinem neuesten Buch das Klima im Eiszeitalter. Hinter diesem eher nüchternen Titel verbirgt sich indes eine recht spannende Story, die in größeren zeitlichen Zusammenhängen abläuft. Unsere Erde hat im Laufe ihrer gar nicht so kurzen Geschichte schon manche Klimakatastrophen erlebt. Extrem heiße Perioden wechselten mit eisigen Zeiten. Wie es dazu kam, welche Ursachen diese "natürlichen" Klimaveränderungen hatten und welche Auswirkungen sie auf die belebte und unbelebte Natur ausübten - diesen Fragen geht Klostermann im einzelnen nach. Die Entwicklung des Klimas verläuft in langfristigen Zyklen - eine Klimaphase dauert unge- fähr 20 Millionen Jahre -, die beeinflußt werden durch die Sonnenstrahlung, die Ozeane, die Biomassen (Vegetation auf den Kontinenten und die Atmosphäre, insbesondere deren CO2(Kohlendioxyd)-Gehalt. CO2 beeinflußt unser Klima entscheidend, aber simpel: Je Mehr CO2, desto wärmer wird es, je weniger, desto kälter wird es. In der langfristigen Anlage der Klimaphasen befinden wir uns gegenwärtig in einem "Eiszeitalter", einer Zeit, in der die Entwicklung des CO2-Gehalts der Erdatmosphäre durch natürliche Einflüsse Schwankungen unterworfen ist, deren Klima aber von einer Fülle komplexer Vorgänge gesteuert wird. Allerdings wird gegenwärtig die schon recht komplexe Situation dadurch weiter kompliziert, daß der Mensch in den letzten 100 Jahren - aus den bekannten Gründen - den CO2-Gehalt derart vergrößert hat, daß bedrohliche Auswirkungen auf unser Klima absehbar werden. Wenn die Entwicklung unverändert fortschreitet, droht eine unplanmäßige Zunahme der Temperatur auf der Erde. Es handelt sich - so Klostermann wörtlich - um "ein Experiment, von dem keiner weiß, wie es ausgeht". Sicher ist aber, daß die Klimaerwämmung zu dramatischen Veränderungen in der Vegetation führen wird, daß gerade heute sehr fruchtbare Landstriche, wie in unseren Breiten, versteppen werden. Das anzuzeigende Buch ist keine Lektüre, die man zwischen Tür und Angel aufnehmen kann. Wer sich aber für unser Klima interessiert, wer wissen möchte, wie es entsteht, vor allem aber, welche absehbare Entwicklung es nehmen wird und was auch jeder einzelne dafür tun kann, sollte sich mit dem Buch von Josef Klostermann eingehender beschäftigen. Joachim Lilia Die Heimat

Bespr.:Hydrologie u. Wasserbewirtschaft. 44, s. 60 (2000) top ↑

"Wir leben heute im jüngsten Eiszeitalter, das vor etwa 2,4 Mio. Jahren begann", so verkünden der Klappentext und das Vorwort. Auf Seite 125ff. ist dann die Rede vom Beginn der Nacheiszeit bzw. vom Ende der letzten Kaltzeit. Scheinen solche Feststellungen nicht im krassen Widerspruch zu stehen zu der seit Jahren diskutierten Klimakatastrophe, der wir mit dem globalen Anstieg der Treibhausgase und der irdischen Durchschnittstemperatur unaufhaltsam entgegengehen? Weist nicht das Abschmelzen der Gletscher in Mitteleuropa, der Arktis und der Antarktis (Science, 286, 1999, S. 280,) in eben diese Richtung? Das vorliegende Werk von J. Klostermann weicht diesen Gedanken und Befürchtungen keineswegs aus - im Gegenteil: in zwei Unterkapiteln (8.3 und 9.5) befasst er sich mit der Erdatmosphäre und den Treibhausgasen und im das Buch abschließenden 10. Kapitel mit Klimamodellen und der Rekonstruktion des Klimas der letzten 18000 Jahre. Er rückt allerdings die zeitlichen Maßstäbe zurecht. Riesige Eiszeiten im Erdaltertum und Erdmittelalter (Kambrium und Karbon) werden mit der Veränderung der Chemie der Erdatmosphäre in Zusammenhang gebracht, Veränderungen, die auf die massenhafte Ausbreitung des Phytoplanktons in den Ozeanen und der Landpflanzen zurückgehen (Kap. 8.3). Erdgeschichtlich gesehen befinden wir uns allerdings in der Neuzeit- nach vier Eiszeiten im Diluvium, die durch Zwischeneiszeiten, interglaziale Perioden, verbunden waren: in einem winzigen Zeitabschnitt, der Jetztzeit. Die Zeitspanne, seit der sich die letzten Gletscher in Europa nach dem Norden zurückgezogen haben, bis heute ist sehr kurz (ca. 10000 Jahre).
Bezüglich der Neuzeit werden nun die zahlreichen Aufeinanderfolgen von kleineren Eis- und Warmzeiten geschildert und diskutiert. Zugleich erfährt man auch die jeweils Steueroden Ursachen: In 10 Kapiteln beschreibt der Verfasser die außerordentlich vielschichtigen Prozesse, in denen Sonneneinstrahlung, Ozeane und Kontinente, thermische, chemische und biochemische Vorgänge in Kopplung und Rückkopplung sich auswirken. Das somit interdisziplinäre Werk "... das Erkenntnisse der Geologie, Ozeanographie, Paläontologie, Archäologie, Astronomie und Geographie vereint" (Klappentext), ist insofern nicht minder für Hydrologen der Fachrichtung Chemie, Biologie und Gewässermorphologie und nicht zuletzt der Umweltwissenschaften hochinteressant. So behandelt Kap. 4 u. a. chemische und physikalische Eigenschaften des Ozeanwassers (4.1), Unterkapitel 4.4 chemische und biologische Prozesse in den Ozeanen, Kap. 5 sodann die Stratigraphie mit ihren zahlreichen Varianten, Kap. 7 die Nutzung von Eis- und Tiefseebohrkernen zu Datierungszwecken anhand von Sauerstoff- und Wasserstoffisotopen, von Beryllium-10, Säure- und Staubgehalt, Methan und Kohlendioxid, ab etwa 40000 vor Christus bis heute auch mittels der C-14-Methode. Die Ursachen der periodischen Klimaschwankungen beschreibt im Einzelnen Kapitel 8; Kapitel 9 informiert über Rückkopplungen Biomasse - Atmosphäre - Ozeane - CO2 oder: Klima Erosion - Tiefenwasserströme - Klimaänderung. Nicht vergessen sei der Hinweis auf die entscheidende Bedeutung der Meeresströmungen wie des Golfstromes (Wasseroberfläche) und der Tiefenströme, die von Plattentektonischen Vorgängen beeinflusst werden, und letztlich - wenn auch keineswegs erschöpfend in der Aufzählung - der Windströmungen, z. B. der Passatwinde.
Eine der großen offenen Fragen ist die nach der Kohlendioxid-Aufnahmefähigkeit der Tiefenozeane im Gefolge von biochemischen Aktivitäten, der biogenen Entkalkung unter CO2-Entzug aus der Wasserphase und der Bildung von Kalkablagerungen. Dem Leser wird abschließend klar, wie schwierig eine Prognose der Auswirkung des derzeitig akuten CO2-Anstieges für die geographischen Breiten, die Nord- und Südhalbkugel bzw. den ganzen Planeten ist. Insgesamt gesehen allerdings wird diese anthropogen mitverursachte Entwicklung, wie sie im Einzelnen auch ausgehen mag, nur eine kurze Episode der Erdgeschichte bilden: nach ihr werden sich wie vordem Warm und Eiszeiten, glaziale und interglaziale Epochen abwechseln. Ein Schriftenverzeichnis mit weiterführender Literatur und ein Orts und Sachregister beschließen die für die erwähnten Wissenschaftler sehr empfehlenswerte Monographie.
H. Hellmann, Koblenz
Hydrologie u. Wasserbewirtschaft. 44, s. 60 (2000)

Bespr.: FAZ vom 21.06.00 top ↑

Es ist wenig mehr als 10000 Jahre her, dass große Teile Mitteleuropas von einer dicken Eisschicht bedeckt waren. Obwohl die Vereisung im geologischen Sinne gerade erst aufgehört hat, sind den Geowissenschaftlern längst nicht alle Faktoren bekannt, die zu der weiträumigen Vergletscherung geführt haben. In der Quartärgeologie, jenem Wissenschaftszweig, in dem die jüngsten Eiszeiten erforscht werden, sind zwar in den letzten Jahren großer Fortschritte erzielt worden. Bei der Untersuchung der Spuren der Eiszeiten gibt es aber immer noch Überraschungen.

So wurden beispielsweise in einer Kiesgrube in der Nähe von Goch am Niederrhein mehrere Meter große kugelförmige Schichten entdeckt, die den Geologen zunächst Rätsel aufgaben. Sie sind inzwischen als Folge des Permafrostes gedeutet werden, der in der Eiszeit am Niederrhein geherrscht hat. Wie Josef Klostermann jetzt in dem Buch "Das Klima im Eiszeitalter" schreibt, können diese sogenannten Kryoturbationen beim oberflächlichen Auftauchen von Permafrostboden entstehen. Solche Böden findet man heute in Sibirien, in Alaska, im Yukon-Territorium/Kanada, Aber auch in den großen Trockentälern der Antarktis. Sie sind zum Teil bis in mehrere hundert Meter Tiefe durchgefroren. Durch die Sonneneinstrahlung im Sommer tauen die obersten Meter auf, und dabei kann es durch die Porenöffnungen des Bodens zu Konvektionsbewegungen des Schmelzwassers kommen. Dass wärmeres Wasser dabei nach unten sinkt und kälteres aufsteigt, ist nur ein scheinbarer Widerspruch zur Alltagerfahrung. Gemeinhin entstehen Konvektionszellen, wenn warme Flüssigkeiten oder Gase aufsteigen und kalte sinken. Die Triebkraft dabei sind Dichteunterschiede. Warme Luft zum Beispiel hat ein geringeres spezifisches Gewicht als kalte. In der Nähe des Gefrierpunktes verhält sich Wasser aber anders, denn es hat bei 4 Grad seine größte Dichte. Wasser mit dieser Temperatur sinkt also innerhalb einer Konvektionszelle. Kühleres Wasser, das weniger dicht ist, steigt dagegen auf. Ist eine solche Konvektionszelle innerhalb eines Bodens einmal in Gang gekommen, führt der Fluss des Wassers zur Trennung von Steinen und Sanden, Kieselsteine lagern sich trogförmig um die Sande herum an. Wenn nun der Permafrost aufhört und diese Boden Schicht danach nicht durch Erosion umgeschichtet wird, bleiben die Tröge mit feinen Sedimenten auch über Jahrtausende erhalten. Die Kryoturbationen bei Goch zeugen davon, dass am Niederrhein einmal Verhältnisse wie in Sibirien geherrscht haben müssen, während im 15. Jahrhundert in der gleichen Gegend Wein angebaut wurde.

In seinem Buch stellt Klostermann aber nicht nur die Auswirkungen der Vereisungen auf die Landschaft dar. Er beschreibt auch anschaulich die vielen Theorien über die Ursache und Folgen der Klimaschwankungen. Gewünscht hätte man sich lediglich, dass die zahlreichen erklärenden Grafiken nicht willkürlich in Deutsch oder Englisch, sondern einheitlich in einer Sprache beschriftet worden wären.

FAZ vom 21.06.00

Bespr.: bergbau 9/2006, S. 429 top ↑

Klima, Klimageschichte und Klimaprognosen haben inzwischen große Bedeutung für die gesamte Menschheit erlangt, wie die Weltklimagipfel zeigen. Wir leben heute im jüngsten Eiszeitalter, das vor etwa 2,4 Mio. Jahren begann. Wenn man die Klimaveränderungen der Vergangenheit verstehen und Prognosen für die Zukunft abgeben will, gilt es also, das Klima des Eiszeitalters zu erforschen, denn das Klima der Zukunft wird vermutlich das eines Eiszeitalters sein. Das Klima im Eiszeitalter wird von einer Fülle komplexer Vorgänge gesteuert, die wiederum durch eine Vielzahl von Rückkopplungsprozessen miteinander verknüpft sind. Dies führt dazu, dass bei der Beschreibung des Klimas im Eiszeitalter und bei der Erörterung der Ursachen für Klimaschwankungen die verschiedensten Wissenschaftszweige beteiligt sind.

Deshalb ist das vorliegende Buch ein interdisziplinäres Werk, das Erkenntnisse der Geologie, Ozeanographie, Paläontologie, Archäologie, Astronomie und Geographie vereint.

bergbau 9/2006, S. 429

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Forschungsgeschichte 1
1.1 Die Entwicklung des Eiszeit-Konzeptes 2
2 Gletscher und Inlandeismassen 5
2.1 Entstehung von Gletschern 5
2.2 Schneegrenzen und Firnlinie 7
2.3 Gletschertypologie 9
2.3.1 Dem Relief untergeordnete Gletscher 9
2.3.2 Dem Relief übergeordnete Gletscher 9
2.3.3 Schelfeis- oder Meergletscher 10
2.4 Gletschergefüge 11
2.4.1 Schichtung 11
2.4.2 Bänderung oder Blätterung 13
2.4.3 Scherflächen 14
2.4.4 Spalten 15
2.5 Gletscherphysik 17
2.5.1 Temperaturen und Drücke in Gletschern 17
2.5.2 Bewegung von Gletschern 20
2.6 Gletscherschwankungen und ihre Ursachen 24
2.6.1 Gletschervorstoß 25
2.6.2 Gletscherrückgang 25
2.6.3 Massenbilanzen von Gletschern 26
2.6.4 Pleistozäne Eisschilde 30
2.7 Glazigene Sedimente 44
2.7.1 Moränen 45
2.7.1.1 Endmoränen 45
2.7.1.2 Grundmoränen 47
2.7.2 Schmelzwässer im Eis - Erosion und Sedimentation 49
2.7.2.1 Tunneltäler, Glazigene Rinnen und Fjorde 50
2.7.2.2 Oser 55
2.7.2.3 Kames 58
2.8 Glaziäre Sedimente 59
2.8.1 Eisstausee- und Zungenbeckenablagerungen 59
2.8.1.1 Warven 60
2.8.2 Sander 63
3 Kontinente außerhalb vergletscherter Regionen 67
3.1 Periglazial-Gebiete 67
3.1.1 Wirkungen und Spuren des Permafrostes (Fließerden,
Kryoturbationen, Eiskeilpseudomorphosen, Pingos) 68
3.1.2 Fluviatile Bildungen (Terrassen) 71
3.1.3 Äolische Ablagerungen 75
3.2 Wüsten 79
3.2.1 Lage heutiger Wüsten und Ursachen für deren Entstehung 80
3.2.2 Klimazeugen in Wüsten 82
3.2.3 Seespiegelhöhen und Pluviale 83
4 Ozeane 85
4.1 Chemische und physikalische Eigenschaften des Ozeanwassers 86
4.1.1 Temperatur 87
4.1.2 Salzgehalt 90
4.1.3 Dichte 92
4.2 Ozeanische Strömungen 93
4.2.1 Tiefenströmungen 93
4.2.1.1 Bodenwässer 93
4.2.1.2 Tiefenwässer 94
4.2.1.3 Zwischenwässer 94
4.2.2 Antarktische Wassermassen 95
4.2.3 Oberflächenströmungen 95
4.2.4 Ringe im Golfstrom 97
4.2.5 Aufquellendes Kaltwasser und El Nino 97
4.2.6 Strömungen aus Nebenmeeren (Europäisches Mittelmeer) 101
4.3 Meeresspiegelschwankungen 103
4.3.1 Definition 103
4.3.2 Geschwindigkeiten, Dimensionen, zeitliche Abstände 104
4.3.3 Nachweis fossiler Meeresspiegelhöhen 106
4.3.3.1 Spuren an Küsten 106
4.3.3.2 Korallenriffe 112
4.3.4 Ursachen 117
4.3.4.1 Eustatische Meeresspiegelschwankungen 117
4.3.4.1.2 Dichteänderungen 117
4.3.4.1.3 Schwankungen der Wassermenge 117
4.3.4.1.4 Gestaltänderung der Ozeanbecken 117
4.3.4.1.5 Andere plattentektonische Ursachen 118
4.3.5 Wirkungen 118
4.4 Chemische und biologische Prozesse in den Ozeanen 120
4.4.1 Calciumkarbonate 121
4.4.1.1 Die Lysokline 121
4.4.2 Cadmiumgehalt und 13C:12C-Verhältnis 124
4.4.3 Schelfdeponierungshypothese 127
4.4.4 Kieselsäure und phosphatisches Material 130
4.4.4.1 Häufigkeitsänderungen von Calciumkarbonat und Kieselsäure 131
4.5 Nicht-biogene Tiefseesedimente 132
4.5.1 Sedimentationsmechanismen 132
4.5.2 Verwitterung und Verteilung der Verwitterungsprodukte in den Ozeanen 135
5 Stratigraphie 141
5.1 Chronostratigraphie und Geochronologie 142
5.1.1 Lithostratigraphie und andere stratigraphische Methoden 144
5.1.2 Biostratigraphie 147
5.1.2.1 Flora 148
5.1.2.2 Fauna 162
5.1.2.2.1 Klimawechsel und Artenspektrum 162
5.1.2.2.2 Quartärzeitliche Säugetiere 164
5.1.2.2.3 Faunenwechsel im Ober-Pleistozän am Beispiel des Oberrheingrabens 174
5.1.2.2.4 Andere quartärzeitliche Faunen 177
5.2 Quartärstratigraphie 182
6 Entwicklungsgeschichte des Menschen 188
6.1 Einflüsse von Geologie und Klima auf die Evolution des
Menschen 192
6.2 Genforschung in der Abstammungslehre 194
6.3 Werkzeugtechnologien und Kulturen 197
6.3.1 Paläolithikum 197
6.3.2 Mesolithikum und Neolithikum 205
7 Klima - Archive 207
7.1 Historische Beobachtungen 207
7.2 Eisbohrkerne 210
7.3 Tiefseebohrkerne und Sauerstoffisotopen 216
8 Ursachen für Eiszeiten und Klimaschwankungen 222
8.1 Plattentektonik und Klima 223
8.2 Astronomische Ursachen 226
8.3 Erdatmosphäre und Treibhausgase 233
8.3.1 Entstehung und Entwicklung der Atmosphäre 234
8.3.2 Atmosphärenchemie 236
8.3.2.1 Kohlendioxid 236
8.3.2.2 Weitere Treibhausgase 238
8.3.3 Atmosphärische Strömungen 239
8.4 Der Einfluß der Ozeane 242
8.5 Biomasse als Reglerelement 244
9 Rückkopplungen 246
9.1 Tektonik - Verwitterung - Meeresspiegelhöhe 246
9.2 Inlandeis Albedo - Biomasse 247
9.3 Biomasse Atmosphäre - Ozean - CO2 248
9.4 Chemie der Ozeane - ozeanische Strömungen 250
9.5 Atmosphärenchemie - Treibhausgase 251
9.6 Strahlungsmenge Chemie der Ozeane und Strömungen 252
10 Klimamodelle -- Rekonstruktion der letzten 18000 Jahre -- 253
11 Schriftenverzeichnis und weiterführende Literatur 257
Orts- und Sachregister 270