mini|Sauerstoff-Isotopendaten der letzten 300.000 Jahre (nach Martinson et al.). Die Gegenwart ist links. Abschnitt 1 ist das Holozän. Die letzte Kaltzeit umfasst die Abschnitte (MIS) 2, 3, 4 und einen Teil von 5. mini|hochkant=1.7|Kennzeichnend für das Jungpleistozän in Europa sind die Weichsel-/Würm-Kaltzeiten (hier im Vergleich zum älteren Saale/Riß-Komplex). Die Gletschervorstöße waren unterbrochen von wärmeren Perioden, in denen sich der Neandertaler über die Permafrostgrenze hinaus nach Norden und Nordosten ausbreitete. Ab etwa 40.000 v. Chr. besiedelte der ebenfalls aus Afrika eingewanderte Cro-Magnon-Mensch diese Gebiete.
Die letzte Kaltzeit, auch das letzte Glazial (oder, etwas mehrdeutig, die letzte Eiszeit) genannt, folgte im Jungpleistozän im Anschluss an die letzte Warmzeit vor der heutigen. Sie setzte vor etwa 115.000 Jahren ein und endete mit dem Beginn des Holozäns vor etwa 11.700 Jahren. In der letzten Kaltzeit kam es, wie auch schon in den Kaltzeiten davor, zu einer Abkühlung des Klimas auf der ganzen Erde, zu weiträumigen Vergletscherungen, zu großflächigen Überschwemmungen und zum Absinken des Meeresspiegels mit der Bildung von Landbrücken.
Der Begriff Eiszeit ist leicht mit dem des Eiszeitalters zu verwechseln (welcher stattdessen Teil einer übergeordneten Schwankung des Erdklimas ist und über mehrere Millionen Jahre auftritt) und sollte daher besser vermieden werden. Eiszeitalter sind längere Phasen der Erdgeschichte, in denen die Polargebiete der Erde vergletschert sind, wie es aktuell der Fall ist. Derzeit herrscht das Känozoische Eiszeitalter. Kürzere Klimaschwankungen innerhalb von Eiszeitaltern werden als Kaltzeiten und Warmzeiten bezeichnet. Warmzeiten innerhalb eines Eiszeitalters, in denen sich kontinentale Eisschilde vollständig aus den gemäßigten Breiten zurückziehen, nennt man auch Interglaziale. Derzeit herrscht ein solches Interglazial, das Holozän. Kaltzeiten mit umfangreichen Vergletscherungen der Kontinente in den gemäßigten Breiten nennt man auch Glaziale. In der Allgemeinsprache werden sie oft Eiszeiten genannt. Das Ende der letzten Kaltzeit bzw. des letzten Glazials markierte somit den Beginn der gegenwärtigen Warmzeit bzw. des gegenwärtigen Interglazials innerhalb des noch immer andauernden Eiszeitalters.Glaziale und Interglaziale der letzten 800.000 Jahre, korrelierend mit CO2-Schätzwerten aus Eisbohrkerndaten
Die letzte Kaltzeit umfasste rund 100.000 Jahre, innerhalb dieser Zeitspanne gab es wiederum kurzzeitige Wärmephasen (Interstadiale) zwischen Kältephasen (Stadiale). Die Gletscher rückten wiederholt vor und zogen sich mehrmals zurück, und die Flora und Fauna folgte den Schwankungen entsprechend. Viele Arten, die in polaren und borealen Klimata nicht überleben konnten, fanden zeitweise neue Habitate in Refugien wärmerer Regionen. Das letzte glaziale Maximum (Last Glacial Maximum, LGM) herrschte vor etwa 21.000 bis 18.000 Jahren. Obwohl sich die zeitlichen Verläufe der Temperaturen und Vergletscherungen weltweit ähneln, gibt es von Kontinent zu Kontinent Unterschiede in den Details.
Weite Landschaften der Erde sind noch heute von den Nachfolgen der Vergletscherungen dieser Kaltzeit geprägt.
Regionale Bezeichnungen Geologen arbeiten traditionell regionsbezogen und benennen daher Kaltzeiten nicht als globale Klima- und Zeitabschnitte, sondern bezogen auf eine bestimmte Region, in der sie nachweisbar sind. Dies ist insbesondere für die letzte Kaltzeit der Fall. Die Kaltzeit hat daher in den verschiedenen Regionen der Erde verschiedene Namen. Im Alpenraum wird sie als Würm-, in Nord- und Mitteleuropa als Weichsel-, in Osteuropa als Waldai-, in Sibirien als Zyryanka-, auf den Britischen Inseln als Devensian-, in Irland als Midlandian-, in Nordamerika als Fraser-, Pinedale-, Wisconsin- oder Wisconsinan-, in Venezuela als Mérida-, in Chile als Llanquihue- und in Neuseeland als Otira-Kaltzeit bezeichnet. Die jeweiligen regionalen Ausprägungen der Kaltzeit werden entsprechend individuell definiert und datiert und werden auch in individuelle Unterabschnitte sowie Stadiale und Interstadiale untergliedert.
Setzt man das Ende des Pleistozäns beziehungsweise den Beginn des Holozäns mit dem Ende der letzten Kaltzeit gleich, so liegt es bei etwa 11.700 Jahren b2k (vor dem Bezugsjahr 2000), mit einer Unsicherheit von 99 Jahren, basierend auf dem stratigraphischen Referenzprofil für die Untergrenze des Holozäns.
Überblick Klima
Die globalen Temperaturen sanken in der letzten Kaltzeit um mehrere Kelvin gegenüber der Eem-Warmzeit davor. Es wird angenommen, dass die Abkühlung in hohen Breitengraden stärker ausfiel als in Äquatornähe.Temperaturdiagramm und die Beschreibung dazu Gleichzeitig wurde das Klima trockener, weil die Niederschlagsmengen abnehmen, wenn bei Kälte weniger Wasser verdunstet.
Im Alpenvorland waren die Jahresmitteltemperaturen in der Würm-Kaltzeit etwa 10 K niedriger als heute.Rolf K. Meyer, Hermann Schmidt-Kaler: Auf den Spuren der Eiszeit südlich von München – östlicher Teil, Wanderungen in die Erdgeschichte, Band 8. ISBN 978-3-931516-09-3 Die globale Durchschnittstemperatur lag im LGM etwa 6 K niedriger als heute.ca. −6,1 K (Referenz: vorindustrieller Wert) laut
Aufgrund der Gaseinschlüsse in polarem Eis weiß man, dass die atmosphärische Konzentration der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) 70 % und Methan (CH4) 50 % des vorindustriellen Wertes betrug (CO2 im LGM: 200 ppmv, vorindustriell: 288 ppmv, heute (2017): 405 ppmv; CH4 im LGM: 350 ppbv, vorindustriell: 750 ppbv, heute: 1850 ppbv).
Isotopenstadien Die Warm- und Kaltzeiten sind anders definiert als die Isotopenstadien nach der marinen Sauerstoff-Isotopen-Stratigrafie (MIS). Daher fällt der Beginn der letzten Kaltzeit in die Mitte des Wärme-Isotopenstadiums „MIS 5“. Es folgte das Kälte-Isotopenstadium „MIS 4“, dessen Beginn auf vor ca. 71.000 Jahren (nach Aitken & Stokes) bzw. vor 74.000 Jahren (nach Martinson et al.) datiert wird. Dann erwärmte sich das Klima wieder leicht („MIS 3“, Beginn vor ca. 60.000 Jahren); diese Phase war jedoch nicht warm genug, um als Warmzeit zu gelten. Schließlich folgte eine noch stärkere Abkühlung („MIS 2“, Beginn vor ca. 24.000 Jahren), in der dann das letzte glaziale Maximum liegt. Der Temperaturanstieg am Ende der letzten Kaltzeit erfolgte deutlich rascher.Martin J Aitken, Stephen Stokes. In: Royal Ervin Taylor, Martin Jim Aitken (Hrsg.): Chronometric dating in archaeology, Kapitel 1, Birkhäuser, 1997, ISBN 0-306-45715-6 Google Books
Abrupte Klimaschwankungen Innerhalb der letzten Kaltzeit sind verschiedene abrupte Klimaschwankungen nachweisbar. Über ihre Ursachen und Periodizitäten, und inwieweit sie nicht nur die nördliche, sondern auch die südliche Hemisphäre betreffen, gibt es verschiedene Theorien, aber noch keinen Konsens.
Die 1988 entdeckten Heinrich-Ereignisse zeigen sich in Sedimentbohrkernen des nordatlantischen Ozeans. Sie markieren Wärmeereignisse, bei denen Gletscher und Eisberge schmolzen und sich das in diesem Eis enthaltene Sediment kontinentalen Ursprungs am Meeresboden ablagerte. Sechs bis sieben solcher Heinrich-Ereignisse sind bekannt.
Die Dansgaard-Oeschger-Ereignisse zeigen sich vor allem in Eisbohrkernen aus Grönland. Sie stellen sich in der nördlichen Hemisphäre als Perioden schneller Erwärmung (innerhalb weniger Jahrzehnte um mehrere Kelvin) gefolgt von einer langsamen Abkühlung (innerhalb einiger Jahrhunderte) dar. 23 solcher Ereignisse wurden für den Zeitraum 110.000 bis 23.000 BP gefunden. Zwischen diesen und den Heinrich-Ereignissen scheint ein Zusammenhang zu bestehen.
Vor etwa 74.000 Jahren führte der letzte Ausbruch des Supervulkans Toba zu einer Abkühlung um mehrere Kelvin und einer dramatischen Klimaänderung (Vulkanischer Winter). Der Toba-Katastrophentheorie zufolge soll sich danach die Population des Homo sapiens auf wenige tausend Individuen reduziert haben. Dies könnte die geringe genetische Vielfalt des heutigen Menschen erklären („Genetischer Flaschenhals“ genannt).
Vegetation
Die Vegetation auf der Erde änderte sich der Klimaveränderung entsprechend. Weite Gebiete des nicht von Eis bedeckten Landes wurden zu Steppe und Tundra, (Kälte-)Wüsten und Grasland. Die Waldgebiete und auch die tropischen Regenwälder gingen zurück.N. Ray, J. M. Adams: A GIS-based Vegetation Map of the World at the Last Glacial Maximum (25,000-15,000 BP)-(23rd millennium to 13th millennium BC). Internet Archaeology, 11, 2001.
Tierwelt mini|hochkant=1.7|Die Fauna Nordspaniens während der letzten Kaltzeit: Pferde, Wollhaarmammuts, ein Wollnashorn und Höhlenlöwen am Kadaver eines Rens. Illustration von Mauricio Antón. Charakteristisch für die Fauna der letzten Kaltzeit waren Großtiere (Megafauna), insbesondere große Säugetierarten, aber auch Vögel, die heute ausgestorben sind.
In Eurasien lebten Mammuts, Mastodonten, Saigas, Riesenhirsche, Säbelzahnkatzen, Höhlenlöwen, Höhlenhyänen und Höhlenbären. In Nordamerika gab es weitere Arten wie Präriemammuts, das Amerikanische Mastodon, Helm-Moschusochsen, Buschochsen (Euceratherium), Riesenfaultiere und Riesengürteltiere. In Australien lebten nashorngroße Beuteltiere wie der Diprotodon und der Zygomaturus, der Beuteltapir Palorchestes, der Beutellöwe Thylacoleo carnifex, das Riesenrattenkänguru Propleopus, riesige Wombats, bis zu drei Meter hohe Riesenkängurus, der große flugunfähige Vogel Genyornis und der riesige Waran Megalania.
Während und vor allem am Ende der letzten Kaltzeit kam es zum Aussterben vieler dieser Arten. Das kann entweder mit den Umweltveränderungen, der Überjagung durch den Menschen oder einer Kombination beider Ursachen erklärt werden.
Vergletscherungen mini|300px|Gletscherspuren
Die Vergletscherungen der letzten Kaltzeit bedeckten das nördliche Eurasien und Nordamerika mit riesigen Eisschilden, die zum Teil mehrere Kilometer dick waren. Während heute etwa 10 % der Landfläche der Erde von Gletschereis bedeckt sind, waren es in der letzten Kaltzeit 32 % der Landfläche.
Der Fennoskandische Eisschild (auch als Skandinavisches Inlandeis bezeichnet) bedeckte Nordeuropa, der angrenzende Barents-Kara-Eisschild Teile Nordasiens. Der Laurentidische Eisschild und der Kordilleren-Eisschild bedeckten große Teile Nordamerikas. Auf der Südhalbkugel bedeckte der Patagonische Eisschild den Süden Südamerikas. Antarktika blieb unter dem Antarktischen Eisschild, von dem es noch heute bedeckt ist.
Auch die großen Gebirge waren vergletschert, insbesondere die Alpen, der Himalaya und die Anden. Ihre Gletscherzungen vereinigten sich zu großen Gletscherflächen und schoben sich weit ins Vorland hinein. Gletscher gab es auch in den Höhenzügen Afrikas, auf Japan, Taiwan, Tasmanien und Neuseeland. Ob auch das Hochland von Tibet vergletschert war, ist umstritten.
Die Gletscher der Alpen strömten in das Alpenvorland und vereinigten sich zu einem Eisstromnetz. Lediglich die höchsten Gipfel ragten noch aus diesem hervor.
Das gewaltige Gewicht der Eisschilde drückte die Lithosphäre nach unten. Durch das Abschmelzen der Gletscher hoben sich diese Gebiete wieder an, ein Prozess, der als postglaziale Landhebung bezeichnet wird und bis heute andauert.
Heute noch sichtbare Relikte der Vergletscherungen sind „flachgehobelte“ Terrains mit Sümpfen, großen Seen, Seenplatten, Flachmeere, Moränen, Schotterfelder/Sander, Urstromtäler und Gletscherrandseen. Siehe auch Glaziale Serie.
Winde Die Vergletscherungen der Kaltzeit führten in der Nähe der Gletscherränder zu starken trocken-kalten Fallwinden durch die von ihnen herabströmenden kalten Luftmassen. Diese Winde transportierten große Mengen loses Sediment von Flächen mit geringer Vegetationsdecke fort, welches sich dann anderswo zu Löss anhäufte.
Es gab auch mehr Binnendünen und Sanddünen als heute. Ein Relikt dessen ist beispielsweise die Region Sandhills im heutigen US-Bundesstaat Nebraska.
Überschwemmungen