Vorwort zur zweiten Auflage V

Vorwort zur ersten Auflage VII

1 Definitionen 1

2 Klimazeugen 3

2.1 Biologische Klimazeugen 3

2.2 Lithogenetische Klimazeugen 5

2.3 Morphologische Klimazeugen 7



3 Präquartärzeitliche Eiszeitalter 9

3.1 Das Huronische Eiszeitalter 9

3.2 Das Varanger-Eiszeitalter 12

3.3 Die ordovizische Vereisung 14

3.4 Devonzeitliche Vereisungsspuren 15

3.5 Das permokarbone Eiszeitalter 16

4 Das Quartär 19

4.1 Forschungsgeschichte 19
4.1.1 Die Entwicklung des Eiszeit-Konzeptes 19

4.2 Kryosphäre 22
4.2.1 Entstehung von Gletschern 22
4.2.2 Schneegrenzen und Firnlinie 23
4.2.3 Gletschertypologie 25
4.2.3.1 Dem Relief untergeordnete Gletscher 25
4.2.3.2 Dem Relief übergeordnete Gletscher 25
4.2.3.3 Schelfeis- oder Meergletscher 26
4.2.4 Gletschergefüge 27
4.2.4.1 Schichtung 27
4.2.4.2 Bänderung oder Blätterung 28
4.2.4.3 Scherflächen 29
4.2.4.4 Spalten 30
4.2.5 Gletscherphysik 32
4.2.5.1 Temperaturen und Drücke in Gletschern 32
4.2.5.2 Bewegung von Gletschern 34
4.2.6 Gletscherschwankungen und ihre Ursachen 38
4.2.6.1 Gletschervorstoß 39
4.2.6.2 Gletscherrückgang 39
4.2.6.3 Massenbilanzen von Gletschern 40
4.2.6.4 Pleistozäne Eisschilde 42
4.2.7 Glazigene Sedimente 55
4.2.7.1 Moränen 56
4.2.7.1.1 Endmoränen 56
4.2.7.1.2 Grundmoränen 58
4.2.7.2 Schmelzwässer im Eis – Erosion und Sedimentation 60
4.2.7.2.1 Tunneltäler, Glazigene Rinnen und Fjorde 61
4.2.7.2.2 Oser 64
4.2.7.2.3 Kames 67
4.2.8 Glaziäre Sedimente 68
4.2.8.1 Eisstausee- und Zungenbeckenablagerungen 68
4.2.8.1.1 Warven 69
4.2.8.2 Sander 72

4.3 Atmosphäre 75
4.3.1 Entstehung und Entwicklung der Atmosphäre 75
4.3.2 Atmosphärische Strahlungsprozesse und „Treibhauseffekt“ 77
4.3.2.1 Strahlungs- und Wärmehaushalt der Erdatmosphäre 77
4.3.2.1.1 Solares Klima 78
4.3.2.1.2 Terrestrisches Klima 79
4.3.2.1.2.1 Globalstrahlung 80
4.3.2.1.2.2 Terrestrische Ausstrahlung 81
4.3.2.1.2.3 Treibhauseffekt 83
4.3.2.1.2.4 Strahlungsbilanz 85
4.3.3 Atmosphärische Strömungen 87

4.4 Biosphäre 89
4.4.1 Biostratigrafie 89
4.4.1.1 Flora 90
4.4.1.2 Fauna 102
4.4.1.2.1 Klimawechsel und Artenspektrum 102
4.4.1.2.2 Quartärzeitliche Säugetiere 103
4.4.1.2.3 Faunenwechsel im Ober-Pleistozän am Beispiel des Oberrheingrabens 112
4.4.1.2.4 Andere quartärzeitliche Faunen 115
4.4.2 Biomasse als Reglerelement 119
4.4.3 Entwicklungsgeschichte des Menschen 120
4.4.3.1 Einflüsse von Geologie und Klima auf die Evolution
des Menschen 122
4.4.3.2 Genforschung in der Abstammungslehre 125
4.4.3.3 Werkzeugtechnologien und Kulturen 127
4.4.3.3.1 Paläolithikum 127
4.4.3.3.2 Mesolithikum und Neolithikum 134

4.5 Ozeane 136
4.5.1 Chemische und physikalische Eigenschaften des Ozeanwassers 136
4.5.1.1 Temperatur 137
4.5.1.2 Salzgehalt 139
4.5.1.3 Dichte 141
4.5.2 Ozeanische Strömungen 141
4.5.2.1 Tiefenströmungen 141
4.5.2.1.1 Bodenwässer 142
4.5.2.1.2 Tiefenwässer 142
4.5.2.1.3 Zwischenwässer 142
4.5.2.2 Antarktische Wassermassen 143
4.5.2.3 Oberflächenströmungen 143
4.5.2.4 Ringe im Golfstrom 144
4.5.2.5 Aufquellendes Kaltwasser und El Niño 145
4.5.2.6 Strömungen aus Nebenmeeren (Europäisches Mittelmeer) 147
4.5.3 Meeresspiegelschwankungen 149
4.5.3.1 Defi nition 150
4.5.3.2 Geschwindigkeiten, Dimensionen, zeitliche Abstände 150
4.5.3.3 Nachweis fossiler Meeresspiegelhöhen 152
4.5.3.3.1 Spuren an Küsten 152
4.5.3.3.2 Korallenriffe 158
4.5.3.4 Ursachen 162
4.5.3.4.1 Eustatische Meeresspiegelschwankungen 162
4.5.3.4.1.1 Dichteänderungen 162
4.5.3.4.1.2 Schwankungen der Wassermenge 162
4.5.3.4.1.3 Gestaltänderung der Ozeanbecken 162
4.5.3.4.1.4 Andere plattentektonische Ursachen 163
4.5.3.5 Wirkungen 163
4.5.4 Chemische und biologische Prozesse in den Ozeanen 165
4.5.4.1 Calciumkarbonate 165
4.5.4.1.1 Die Lysokline 166
4.5.4.2 Cadmiumgehalt und 13C/12C-Verhältnis 168
4.5.4.3 Schelfdeponierungshypothese 170
4.5.4.4 Kieselsäure und phosphatisches Material 172
4.5.4.4.1 Häufi gkeitsänderungen von Calciumkarbonat und Kieselsäure 173
4.5.5 Nicht-biogene Tiefseesedimente 175
4.5.5.1 Sedimentationsmechanismen 175
4.5.5.2 Verwitterung und Verteilung der Verwitterungsprodukte
in den Ozeanen 177
4.5.6 Der Einfluss der Ozeane 182
4.6 Kontinente 184
4.6.1 Periglazial-Gebiete 184
4.6.1.1 Wirkungen und Spuren des Permafrostes (Fließerden,
Kryoturbationen, Eiskeilpseudomorphosen, Pingos) 185
4.6.1.2 Fluviatile Bildungen (Terrassen) 187
4.6.1.3 Äolische Ablagerungen 192
4.6.2 Wüsten 195
4.6.2.1 Lage heutiger Wüsten und Ursachen für deren Entstehung 195
4.6.2.2 Klimazeugen in Wüsten 197
4.6.2.3 Seespiegelhöhen und Pluviale 197

5 Stratigrafie 199
5.1 Chronostratigrafie und Geochronologie 199
5.1.1 Lithostratigrafische und andere stratigrafische Methoden 200
5.2 Quartärstratigrafie 203

6 Klimaarchive 207
6.1 Historische Beobachtungen 207
6.2 Eisbohrkerne 209
6.3 Tiefseebohrkerne und Sauerstoffisotopen 215

7 Ursachen und Rückkopplungen 220
7.1 Astronomische Ursachen 220
7.2 Plattentektonik und Klima 227
7.3 Tektonik – Verwitterung – Meeresspiegelhöhe 229
7.4 Inlandeis – Albedo – Biomasse 230
7.5 Biomasse – Atmosphäre – Ozean – CO2 230
7.6 Chemie der Ozeane – ozeanische Strömungen 232
7.7 Atmosphärenchemie – Treibhausgase 233
7.8 Strahlungsmenge – Chemie der Ozeane und Strömungen 233
7.9 Klimamodelle – Rekonstruktion der letzten 18.000 Jahre 234

8 Schriftenverzeichnis und weiterführende Literatur 237
Sachregister 248