Die Geschichte der Erde - Vom Urknall bis zum letzten Licht, wir sind nur zu Gast

Verfasst von Jürg Kaufmann

Sicht über die Alpen vom Piz Bernina Photo © Jürg Kaufmann

Die Erde existiert seit 4'560'000'000 Jahren. Der Homo sapiens seit ungefähr 300'000 Jahren. Das sind 0,0066 Prozent der Erdgeschichte. Wäre die Erde ein 100-Meter-Schwimmbecken, nimmt die gesamte Geschichte der Menschheit die letzten 6,6 Millimeter ein. Das Holozän, jene 11'700 Jahre, in denen wir Ackerbau erfanden, Städte bauten und Zivilisationen errichteten? Ein Viertel-Millimeter. Unsichtbar ohne Lupe.

Die Menschheit stellt sich gerne in den Mittelpunkt. Aber eigentlich sind wir hier nur zu Gast, unser Gastsein dauert viel kürzer, als wir uns vorstellen. Dieser Artikel erzählt die Geschichte der Gastgeberin: eine Geschichte gewaltiger Umwälzungen, von einer glühenden Gesteinskugel bis zu einem Planeten, der mehrfach fast vollständig unter Eis begraben wurde. Mit einem besonderen Augenmerk auf die Gletscher und Eiszeiten, die das Gesicht der Erde immer wieder grundlegend verändert haben. Und mit einem absehbaren Ende, denn in etwa fünf Milliarden Jahren wird die Sonne unseren Planeten verschlingen.

Bemerkung: Dieser Artikel wurde mit Hilfe von KI zusammengestellt und verifiziert. Die Menge der zugrunde liegenden Daten und Fakten ist erheblich. Ziel ist es, daraus einen verständlichen Ablauf der Erdgeschichte zu beschreiben. Trotz des grossen Aufwands kann keine Gewähr für eine hundertprozentige Korrektheit übernommen werden.

 

Vor der Erde: Der Urknall

Nano Banana Pro: Promt von Jürg Kaufmann

Vor etwa 13,8 Milliarden Jahren dehnte sich das Universum aus einem unvorstellbar heissen und dichten Zustand schlagartig aus. Innerhalb der ersten Minuten entstanden die leichtesten Elemente: Wasserstoff und Helium. Nach rund 380'000 Jahren kühlte das Universum genug ab, dass sich Atome bilden konnten – es wurde erstmals durchsichtig für Licht. Dieses uralte Licht messen wir heute als kosmische Hintergrundstrahlung.

Über Milliarden von Jahren verdichteten sich Gaswolken zu Sternen und Galaxien. In den Kernöfen dieser Sterne wurden schwerere Elemente erbrütet – Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen. Explodierende Sterne verteilten diese Bausteine im Weltraum. Die Erde und alles auf ihr besteht im wortwörtlichen Sinn aus Sternenstaub.

 

Das Hadaikum: Eine Welt aus Feuer (vor 4,56 Milliarden Jahren)

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Vor etwa 4,56 Milliarden Jahren formte sich unser Sonnensystem aus einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub. Die früheste Phase der Erde wird Hadaikum genannt – nach Hades, dem griechischen Gott der Unterwelt. Die junge Erde war eine Hölle: geschmolzenes Gestein an der Oberfläche, ständige Asteroideneinschläge, Temperaturen von über tausend Grad. Eine Kollision mit einem marsgrossen Himmelskörper riss vermutlich genug Material heraus, um den Mond zu formen.

Allmählich kühlte die Oberfläche ab. Vulkane stiessen Gase aus, die eine primitive Atmosphäre bildeten. Wasser kondensierte zu den ersten Ozeanen. Die ältesten Hinweise auf flüssiges Wasser – Einschlüsse in Zirkon-Kristallen aus Westaustralien – sind rund 4,4 Milliarden Jahre alt. Von Gletschern war in dieser Frühzeit keine Spur.

 

Das Archaikum: Erstes Leben (vor 4,0 – 2,5 Milliarden Jahren)

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Kleine Protokontinente schwammen auf dem dichteren Erdmantel und wurden durch Plattentektonik umgeordnet. Die Atmosphäre enthielt keinen freien Sauerstoff – sie bestand hauptsächlich aus Stickstoff, Methan und Wasserdampf.

Die bedeutendste Entwicklung war das Auftreten des Lebens. Die ältesten chemischen Spuren sind rund 3,8 Milliarden Jahre alt. Die ältesten Fossilien – Stromatolithen, geschichtete Strukturen aus Mikrobenmatten – datieren auf etwa 3,5 Milliarden Jahre. Cyanobakterien begannen mit der Photosynthese, einem Prozess, der Sauerstoff freisetzt. Die Folgen sollten die Erde für immer verändern – unter anderem machte dieser Sauerstoff Eiszeiten überhaupt erst möglich.

 

Das Proterozoikum: Die ersten Eiszeiten (vor 2,5 Milliarden – 541 Millionen Jahren)

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Das Proterozoikum umfasst fast zwei Milliarden Jahre – rund 42 Prozent der Erdgeschichte. Hier ereigneten sich einige der dramatischsten Umwälzungen unseres Planeten.

Die Huronische Eiszeit

Vor rund 2,4 bis 2,1 Milliarden Jahren erlebte die Erde ihre erste nachgewiesene schwere Vereisung. Cyanobakterien hatten langsam Sauerstoff in die Atmosphäre gepumpt, der das vorhandene Methan – ein starkes Treibhausgas – abbaute. Die Folge war ein drastischer Rückgang des Treibhauseffekts und eine massive Abkühlung. Zum ersten Mal spielten Gletscher eine globale Rolle auf der Erde.

Snowball Earth – der Eisball

Die berühmtesten globalen Vereisungen fanden im Kryogenium statt, dem „kälteerzeugenden Zeitalter". Zwei Episoden dominierten: Die Sturtische Vereisung (vor ca. 717–660 Millionen Jahren, Dauer 57 Millionen Jahre) und die Marinoische Vereisung (vor ca. 645–635 Millionen Jahren). In beiden Fällen erreichten Gletscher die Tropen – belegt durch paläomagnetische Messungen an Gesteinen, die einst am Äquator lagen.

Die Beweise finden sich in Gletscherschrammen im Fels, Tilliten (versteinerten Gletscherablagerungen) und Dropstones – grossen Gesteinsbrocken, die von Eisbergen ins Meer getragen wurden. Allein für die Sturtische Vereisung sind solche Spuren an 39 Fundorten auf sechs Kontinenten dokumentiert.

Ob die Erde tatsächlich ein vollständiger „Snowball" war oder eher ein „Slushball" mit einem Streifen offenen Wassers am Äquator, ist weiterhin Gegenstand wissenschaftlicher Debatte. Die extreme Dauer der Sturtischen Vereisung spricht allerdings eher für eine nahezu vollständige Vereisung.

Das Ende kam jeweils abrupt: Vulkane hatten über Jahrmillionen Gase unter der Eisdecke angereichert. Als eine kritische Schwelle erreicht war, schmolz das Eis rasch, gefolgt von extremen Hitzephasen. Viele Forschende sehen einen Zusammenhang zwischen dem Ende dieser Eiszeiten und der Entstehung komplexen Lebens. Die ersten grossen, sichtbaren Organismen – die Ediacara-Fauna – traten kurz danach auf.

 

Das Paläozoikum: Explosion des Lebens und Gondwana-Eis (vor 541 – 252 Millionen Jahren)

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Die Kambrische Explosion

Vor etwa 541 Millionen Jahren erschienen innerhalb weniger Millionen Jahre fast alle bekannten Tierstämme im Fossilbericht. Trilobiten, Schwämme und frühe Vorläufer der Wirbeltiere bevölkerten die Meere. Die ersten Landpflanzen kamen im Silur, die ersten Wälder im Devon.

Eiszeiten im Paläozoikum

Im späten Ordovizium und frühen Silur (vor ca. 460–420 Millionen Jahren) erlebte die Erde die Anden-Sahara-Eiszeit. Gondwana lag über dem Südpol, und ausgedehnte Eisschilde bedeckten Gebiete im heutigen Südamerika und der Sahara. Diese Vereisung fiel mit einem der fünf grossen Massenaussterben zusammen.

Die grösste Eiszeit des Phanerozoikums folgte: die Spätpaläozoische Eiszeit (ca. 360–260 Millionen Jahre). Hundert Millionen Jahre lang wuchsen und schrumpften riesige Eisschilde auf Gondwana – dem Südteil des Superkontinents Pangäa, der über dem Südpol lag. Die Spuren dieser Gletscher – Tillite, geschrammter Fels, Findlinge – finden sich heute auf allen südlichen Kontinenten und waren eines der frühen Argumente für die Theorie der Kontinentalverschiebung.

Das Ende des Paläozoikums brachte das grösste Massenaussterben der Erdgeschichte: Vor 252 Millionen Jahren verschwanden bis zu 96 Prozent aller marinen Arten, ausgelöst durch gewaltige Vulkanausbrüche in Sibirien.

 

Das Mesozoikum: Eine Welt ohne Eis (vor 252 – 66 Millionen Jahren)

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Das Zeitalter der Dinosaurier war aus gletscherkundlicher Sicht bemerkenswert: Die Erde war während fast der gesamten 186 Millionen Jahre warm und praktisch eisfrei. Keine polaren Eiskappen, keine ausgedehnten Gletscher. Fossilien subtropischer Pflanzen finden sich bis nördlich des Polarkreises. Dinosaurier durchstreiften Alaska und die Antarktis.

Pangäa brach auseinander, der Atlantik öffnete sich, Indien driftete nordwärts. Das Mesozoikum endete vor 66 Millionen Jahren durch den Chicxulub-Asteroideneinschlag auf Yucatán. Etwa 75 Prozent aller Arten starben aus, darunter alle Dinosaurier ausser den Vögeln.

 

Das Känozoikum: Die Rückkehr des Eises (vor 66 Millionen Jahren bis heute)

Von der Wärme in die Kälte

Nano Banana Pro: Promt von Jürg Kaufmann

Nach dem Aussterben der Dinosaurier übernahmen die Säugetiere. Die ersten Millionen Jahre waren noch warm – im frühen Eozän gab es Palmenwälder in der Arktis. Doch dann begann eine lange Abkühlung. Vor etwa 34 Millionen Jahren bildete sich der erste Eisschild auf der Antarktis, begünstigt durch die Öffnung der Drake-Passage und die Auffaltung des Himalayas.

Seit 34 Millionen Jahren befindet sich die Erde in einem Eiszeitalter. Das mag überraschen: Über den grössten Teil ihrer Geschichte war die Erde eisfrei. Unsere Gegenwart ist die Ausnahme.

Das Pleistozän: Die grossen Eiszyklen

Vor rund 2,6 Millionen Jahren begannen die gewaltigen Eiszyklen des Pleistozäns. Eisschilde bis zu vier Kilometer Dicke bedeckten periodisch grosse Teile Nordamerikas und Europas. Kalt- und Warmzeiten wechselten sich ab – anfangs in 41'000-Jahres-Zyklen, später in 100'000-Jahres-Zyklen, gesteuert durch die Milanković-Zyklen: regelmässige Schwankungen in der Erdbahn und der Achsneigung, die bestimmen, wie viel Sonnenstrahlung die hohen Breiten erreicht.

Am Höhepunkt der letzten Kaltzeit, vor etwa 26'000 bis 20'000 Jahren, lag der Meeresspiegel 120 Meter tiefer als heute. Alpengletscher reichten bis ins Schweizer Mittelland und formten die Landschaft – U-Täler, Moränen, Seen. Mammuts und Wollnashörner bevölkerten die eiszeitlichen Steppen.

Das Holozän: Unsere Warmzeit

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Vor 11'700 Jahren endete die letzte grosse Kaltphase. Wir leben im Holozän – einer Zwischeneiszeit. Die Eismassen der Antarktis und Grönlands zeigen, dass das Eiszeitalter im geologischen Sinne noch andauert. Heute bedecken Gletscher rund zehn Prozent der Landoberfläche. Mehr über unsere Warmzeit

 

Die Zukunft: Wie die Geschichte endet

Die Sonne wird langsam heller – etwa zehn Prozent pro Milliarde Jahre. In rund einer Milliarde Jahren werden die Ozeane verdampfen. Die Erde wird zu einer heissen, trockenen Welt. Gletscher gehören dann endgültig der Vergangenheit an.

In etwa fünf Milliarden Jahren wird der Wasserstoff im Sonnenkern aufgebraucht sein. Die Sonne bläht sich zum Roten Riesen auf, hundertfach grösser als heute. Merkur und Venus werden verschlungen. Neuere Modellrechnungen zeigen, dass auch die Erde voraussichtlich nicht entkommen wird: In rund 7,6 Milliarden Jahren wird die Sonne einen Radius erreichen, der die heutige Erdbahn überschreitet. Gezeitenkräfte werden die Erde nach innen ziehen. Unser Planet wird sich in der glühenden Hülle der Sonne auflösen.

Danach bleibt ein Weisser Zwerg – ein Objekt von der Grösse der Erde, das über Billionen von Jahren auskühlt. Das Sonnensystem, wie wir es kennen, wird aufgehört haben zu existieren.

 

Epilog

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Verdichten wir die 4,56 Milliarden Jahre Erdgeschichte auf einen einzigen Tag, wird das Ausmass unserer Flüchtigkeit greifbar. Die Dinosaurier verschwinden um 23:39 Uhr. Die gewaltigen Eiszyklen des Pleistozäns – Mammuts, kilometerdicke Gletscher über Europa – beginnen erst knapp fünfzig Sekunden vor Mitternacht. Die gesamte Geschichte des Homo sapiens spielt sich in den letzten sechs Sekunden ab. Und das Holozän, jene Warmzeit, in der sämtliche Zivilisationen entstanden – Ackerbau, Schrift, Städte, Industrie, alles –, beginnt eine Fünftelsekunde vor Mitternacht.

Die Erdgeschichte zeigt: Gletscher sind keine Selbstverständlichkeit. Während des grössten Teils der Erdgeschichte war die Erde eisfrei. Die heutigen Eismassen – vom Aletschgletscher bis zum Antarktischen Eisschild – sind die Ausnahme. Sie existieren, weil wir in einem der seltenen Eiszeitalter leben.

Zugleich ist Eis eine gewaltige Kraft. Die Snowball-Earth-Episoden brachten das Leben an den Rand der Auslöschung – und trieben möglicherweise die Evolution voran. Die pleistozänen Gletscher formten Täler, schufen Seen, verteilten Gestein über Tausende von Kilometern. Die Geschichte der Erde ist noch nicht zu Ende. Aber das Kapitel, in dem Gletscher eine Rolle spielen, könnte kürzer sein, als wir denken.

 

Quellen

Jürg Kaufmann
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