Schon früh hatten die Eiszeitenforscher astronomische und kosmische Ereignisse im Verdacht, für den beständigen Wechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten verantwortlich zu sein.

Neigung der Erdachse © MMCD

Eiszeiten, so weiß man heute, werden entscheidend durch Änderungen des globalen Strahlenhaushalts der Erde ausgelöst. Wie aber kommt es zu solchen Veränderungen? Es gibt drei astronomische Faktoren, die die Sonneneinstrahlung und damit auch die Strahlenbilanz beeinflussen: das Pulsieren der Umlaufbahn und das Kippeln und das Trudeln der Erdachse.

Erdbahnparameter im Einzelnen
Die Neigung der Erdachse gegenüber der Erdbahn beträgt heute 23,5 Grad. Sie ist der Grund für die Jahreszeiten. Die Neigung variiert aber in einem Rhythmus von etwa 41.000 Jahren zwischen 22,3 und 24,5 Grad. Diese geringen Änderungen haben einen wichtigen Einfluß auf die Unterschiede zwischen den Jahreszeiten.

Die Erde "trudelt" zusätzlich aber auch wie ein großer Kreisel, dessen Drehachse langsam kleine Kreise beschreibt. Bei der Erde passiert das alle 22.000 Jahre. Die jeweilige Ausrichtung der Erdachse bestimmt, in welcher Jahreszeit die Erde der Sonne am nächsten steht.

Darüberhinaus verändert sich die Form der Umlaufbahn der Erde um die Sonne periodisch: Innerhalb von 92.000 Jahren wird aus elliptischen eine fast kreisförmige Bahn. Dadurch ist die Erde mal näher an der Sonne, mal etwas weiter von ihr entfernt. Zurzeit ist die Erdumlaufbahn beinahe kreisförmig.

Milankovitch-Theorie
Durch diese geringen Schwankungen verändert sich die Menge an Wärme geringfügig, die von der Sonne zur Erde gelangt. Aber kann dies wirklich ausreichen, um Eiszeiten auszulösen? Der erste Wissenschaftler, der versuchte eine solche Abhängigkeit herzustellen, war der jugoslawische Geophysiker Milutin Milankovitch. In den zwanziger und dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts fand er bei peniblen Berechnungen schließlich heraus, dass sich in der jüngeren Erdgeschichte deutliche Übereinstimmungen zwischen den erdbahnbedingten Veränderungen in der Sonneneinstrahlung und den Warm- und Kaltzeiten finden ließen.

Hatte man mit der Milankovitch-Theorie also bereits den Universalschlüssel für die Entstehung von Eiszeiten in der Hand? Leider nicht. Die von Milankovitch errechneten Strahlungskurven galten immer nur für einen bestimmten Breitengrad. Zudem dauerte es naturgemäß immer eine ganze Weile, bis die Gletschermassen auf Änderungen in der Strahlungsintensität reagierten. Die zeitliche Zuordnung von Strahlungsbedingungen und Gletscherwachstum oder -schmelze war deshalb nicht einfach und zudem fehleranfällig.

Immer neue Theorien
Dies ließ die Eiszeitforscher nicht ruhen und sie machten sich auf die Suche nach anderen Faktoren, die das Phänomen erklären konnten. Einige sahen die Wurzel allen Übels in der heutigen Verteilung der Kontinente und den heftigen Klimaunterschieden zwischen den Polen und Äquatorregionen. Diese könnten - so die Anhänger dieser Theorie - irgendwann einmal vielleicht die Auslöser von Kaltzeiten sein. Wenn diese Annahmen stimmten, wie aber sollte man dann die Eiszeiten erklären, die die Erde heimsuchten, als die Kontinentverteilung noch gänzlich anders war?