DieletzteKaltzeit, auch dasletzte Glazial (oder, etwas mehrdeutig, dieletzte Eiszeit) genannt, folgte imJungpleistozän im Anschluss an dieletzte Warmzeit vor der heutigen. Sie setzte vor etwa 115.000 Jahren ein und endete mit dem Beginn desHolozäns vor etwa 11.700 Jahren. In der letzten Kaltzeit kam es, wie auch schon in den Kaltzeiten davor, zu einerAbkühlung des Klimas auf der ganzen Erde, zu weiträumigenVergletscherungen, zu großflächigenÜberschwemmungen und zum Absinken desMeeresspiegels mit der Bildung vonLandbrücken.
Der BegriffEiszeit ist leicht mit dem desEiszeitalters zu verwechseln (welcher stattdessen Teil einer übergeordneten Schwankung des Erdklimas ist und über mehrere Millionen Jahre auftritt) und sollte daher besser vermieden werden.
Die letzte Kaltzeit umfasste rund 100.000 Jahre, innerhalb dieser Zeitspanne gab es wiederum kurzzeitige Wärmephasen (Interstadiale) zwischen Kältephasen (Stadiale). DieGletscher rückten wiederholt vor und zogen sich mehrmals zurück, und die Flora und Fauna folgte den Schwankungen entsprechend. Viele Arten, die inpolaren undborealen Klimata nicht überleben konnten, fanden zeitweise neueHabitate inRefugien wärmerer Regionen. Dasletzte 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.
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. ImAlpenraum wird sie alsWürm-, inNord- und Mitteleuropa alsWeichsel-, in Osteuropa alsWaldai-, inSibirien alsZyryanka-, auf denBritischen Inseln alsDevensian-, inIrland alsMidlandian-, inNordamerika alsFraser-,Pinedale-,Wisconsin- oderWisconsinan-,[2] inVenezuela alsMérida-, inChile alsLlanquihue- und inNeuseeland alsOtira-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 desPleistozäns beziehungsweise den Beginn des Holozäns mit dem Ende der letzten Kaltzeit gleich, so liegt es bei etwa 11.700 Jahrenb2k (vor dem Bezugsjahr 2000), mit einer Unsicherheit von 99 Jahren, basierend auf demstratigraphischen Referenzprofil für die Untergrenze des Holozäns.
Die globalen Temperaturen sanken in der letzten Kaltzeit um mehrereKelvin gegenüber derEem-Warmzeit davor. Es wird angenommen, dass die Abkühlung in hohenBreitengraden stärker ausfiel als inÄquatornähe.[3] Gleichzeitig wurde das Klima trockener, weil dieNiederschlagsmengen abnehmen, wenn bei Kälte weniger Wasser verdunstet.
ImAlpenvorland waren dieJahresmitteltemperaturen in derWürm-Kaltzeit etwa 10 K niedriger als heute.[4] Die globale Durchschnittstemperatur lag im LGM etwa 6 K niedriger als heute.[5]
Aufgrund der Gaseinschlüsse in polaremEis weiß man, dass die atmosphärische Konzentration derTreibhausgaseKohlendioxid (CO2) 70 % undMethan (CH4) 50 % des vorindustriellen Wertes betrug (CO2 im LGM: 200ppmv, vorindustriell: 288 ppmv, heute (2017): 405 ppmv; CH4 im LGM: 350 ppbv, vorindustriell: 750 ppbv, heute: 1850 ppbv).
Die Warm- und Kaltzeiten sind anders definiert als die Isotopenstadien nach dermarinen 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 dasletzte glaziale Maximum liegt. Der Temperaturanstieg am Ende der letzten Kaltzeit erfolgte deutlich rascher.[6]
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 entdecktenHeinrich-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.
DieDansgaard-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 23.000BP gefunden. Zwischen diesen und den Heinrich-Ereignissen scheint ein Zusammenhang zu bestehen.
Vor etwa 74.000 Jahren führte der letzte Ausbruch desSupervulkansToba zu einer Abkühlung um mehrere Kelvin und einer dramatischen Klimaänderung (Vulkanischer Winter).[7] DerToba-Katastrophentheorie zufolge soll sich danach die Population desHomo sapiens auf wenige tausend Individuen reduziert haben. Dies könnte die geringegenetische Vielfalt des heutigen Menschen erklären („Genetischer Flaschenhals“ genannt).
DieVegetation auf der Erde änderte sich der Klimaveränderung entsprechend. Weite Gebiete des nicht von Eis bedeckten Landes wurden zuSteppe undTundra, (Kälte-)Wüsten undGrasland. DieWaldgebiete und auch dietropischen Regenwälder gingen zurück.[8]
Charakteristisch für die Fauna der letzten Kaltzeit waren Großtiere (Megafauna), insbesondere große Säugetierarten, aber auchVögel, die heute ausgestorben sind.
In Eurasien lebtenMammuts,Mastodonten,Saigas,Riesenhirsche,Säbelzahnkatzen,Höhlenlöwen,Höhlenhyänen undHöhlenbären. In Nordamerika gab es weitere Arten wiePräriemammuts, dasAmerikanische Mastodon,Helm-Moschusochsen, Buschochsen (Euceratherium),Riesenfaultiere undRiesengürteltiere. InAustralien lebten nashorngroße Beuteltiere wie derDiprotodon und derZygomaturus, der BeuteltapirPalorchestes, der BeutellöweThylacoleo carnifex, das RiesenrattenkänguruPropleopus, riesigeWombats, bis zu drei Meter hoheRiesenkängurus, der große flugunfähige VogelGenyornis und der riesige WaranMegalania.
Während und vor allem am Ende der letzten Kaltzeit kam es zumAussterben vieler dieser Arten. Das kann entweder mit den Umweltveränderungen, der Überjagung durch den Menschen oder einer Kombination beider Ursachen erklärt werden.
Die Vergletscherungen der letzten Kaltzeit bedeckten das nördlicheEurasien und Nordamerika mit riesigenEisschilden, 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.
DerFennoskandische Eisschild (auch als Skandinavisches Inlandeis bezeichnet) bedeckte Nordeuropa, der angrenzendeBarents-Kara-Eisschild Teile Nordasiens. DerLaurentidische Eisschild und derKordilleren-Eisschild bedeckten große Teile Nordamerikas. Auf der Südhalbkugel bedeckte derPatagonische Eisschild den SüdenSüdamerikas.Antarktika blieb unter demAntarktischen Eisschild, von dem es noch heute bedeckt ist.[9]
Auch die großen Gebirge waren vergletschert, insbesondere die Alpen, derHimalaya[10] und dieAnden.[11] IhreGletscherzungen vereinigten sich zu großen Gletscherflächen und schoben sich weit ins Vorland hinein. Gletscher gab es auch in den HöhenzügenAfrikas,[12] aufJapan,[13]Taiwan,[14]Tasmanien[15] undNeuseeland.[16] Ob auch dasHochland von Tibet vergletschert war, ist umstritten.[17]
Die Gletscher der Alpen strömten in dasAlpenvorland und vereinigten sich zu einemEisstromnetz. Lediglich die höchsten Gipfel ragten noch aus diesem hervor.
Das gewaltige Gewicht der Eisschilde drückte dieLithosphäre nach unten. Durch das Abschmelzen der Gletscher hoben sich diese Gebiete wieder an, ein Prozess, der alspostglaziale Landhebung bezeichnet wird und bis heute andauert.
Heute noch sichtbare Relikte der Vergletscherungen sind „flachgehobelte“ Terrains mitSümpfen, großenSeen,Seenplatten,Flachmeere,Moränen,Schotterfelder/Sander,Urstromtäler undGletscherrandseen. Siehe auchGlaziale Serie.
Die Vergletscherungen der Kaltzeit führten in der Nähe der Gletscherränder zu starken trocken-kaltenFallwinden durch die von ihnen herabströmenden kalten Luftmassen. Diese Winde transportierten große Mengen losesSediment von Flächen mit geringer Vegetationsdecke fort, welches sich dann anderswo zuLöss anhäufte.
Es gab auch mehrBinnendünen undSanddünen als heute. Ein Relikt dessen ist beispielsweise die RegionSandhills im heutigen US-Bundesstaat Nebraska.
Die letzte Kaltzeit war trotz der geringeren Niederschläge auch von großenÜberschwemmungen geprägt. Mehrere Flüsse Nordasiens, die in denArktischen Ozean entwässern, konnten aufgrund des ihnen entgegenkommenden Eisschildes nicht mehr abfließen und bildeten riesigeEisstauseen. Der größte dieser Seen, derWestsibirische Gletschersee, entstand imWestsibirischen Tiefland bei den StrömenOb undJenissei und erstreckte sich über etwa 1500 km von Nord nach Süd und ebenso weit von West nach Ost.[18][19] Westlich desUrals gab es einen Eisstausee in der Region der heutigenRepublik Komi sowie einen im heutigenWeißen Meer. Mit dem Rückgang des skandinavischen Gletschers entstand und vergrößerte sich derBaltische Eisstausee. Über drei Zwischenphasen (Yoldia-Meer,Ancylussee, Littorinameer) entstand die heutige Verbindung dieses Wasserkörpers zum Weltmeer, Salzwasser strömte ein und es entstand die heutige Ostsee.
Auch Binnenseen wie dasKaspische Meer und derAralsee stiegen signifikant im Wasserspiegel an und vergrößerten sich auf rund das Doppelte ihrer heutigen Fläche.[20] Es wird vermutet, dass das Kaspische Meer so weit anstieg, dass es über dieAralo-Kaspische Niederung mit dem Aralsee und über dieManytschniederung mit demSchwarzen Meer (das während der Kaltzeit ein Süßwassersee ohne Verbindung zum Mittelmeer war) zu einem einzigen riesigen Wasserkörper verbunden war. Möglicherweise entwässerte sich sogar der Westsibirische Gletschersee über die Kette Aralsee – Kaspisches Meer – Schwarzes Meer bis in das Mittelmeer.[21] Wie dieKaspische Robbe und dieBaikalrobbe in die Binnenseen gelangten, ist ungeklärt und ließe sich durch die Hypothese einer Wasserverbindung zwischen Arktischem Ozean und diesen Seen erklären.
Am Ende der Kaltzeit ereigneten sich in den verschiedenen Regionen der Erdekatastrophale Überflutungen. Diese werden auchGletscherläufe genannt, wenn der Damm eines Eisstausees bricht. Zu den größten dieser Ereignisse zählen dieMissoula-Fluten in Nordamerika mit dem Abfließen des EisstauseesLake Missoula. In Asien gab es eine Serie verheerender Gletscherläufe in ähnlicher Größenordnung, dieAltai-Fluten in der heutigenRepublik Altai.[22] Weitere große Überflutungen waren die desLake Bonneville (im heutigen Utah)(Bonneville-Flut), bei denGroßen Seen, die ebenfalls kaltzeitliche Relikte sind, und nordöstlich davon, imChamplainmeer, wo Meerwasser weit ins Landesinnere eindrang, welches zuvor vom Eisschild niedergedrückt wurde.
Aufgrund der gewaltigen Wassermassen, die in den Eisschilden gebunden waren, sank während der letzten Kaltzeit der Meeresspiegel auf mehr als 100 Meter unter den heutigen Stand ab.Schelfmeere wie dieNordsee fielen in weiten Teilen trocken. Dadurch vergrößerte sich die Landfläche der Kontinente und Inseln und es entstandenLandbrücken, die es Tieren und Menschen ermöglichten, Gebiete zu erreichen, die später durch den ansteigenden Meeresspiegel wieder voneinander getrennt wurden.
Die LandbrückeBeringia verband Asien mit Nordamerika und ermöglichte so dieBesiedlung Amerikas. In Europa gab es eine Landbrücke zwischen den Britischen Inseln und dem europäischen Festland, die im Bereich der NordseeDoggerland genannt wird. Zum tiefsten Meeresspiegelstand waren viele der heutigenMittelmeerinseln mit dem Festland verbunden.[23]
Im Asien-Pazifik-Raum gab es eine südostasiatische Landbrücke bis zum WestteilIndonesiens (Sunda), und eine weitere Landbrücke, dieNeuguinea,Australien undTasmanien zu einem Landgebilde verband (Sahul). Es gab jedoch keine Landverbindung zwischen Sunda und Sahul, sondern eine Trennung, die heute noch anhand derWallace-Linie erkennbar ist. Daher muss der Mensch einen Weg gefunden haben, das Meer zu überqueren, um von Asien nach Australien zu gelangen.
DerPersische Golf und derGolf von Suez fielen in der letzten Kaltzeit trocken.[24]Indien undSri Lanka waren vermutlich über dieAdamsbrücke verbunden.[25]
Mit dem Sinken des Meeresspiegels bildeten sich auch neue Inseln mitten im Ozean, so zum Beispiel dasMaskarenen-Plateau östlich von Madagaskar, welches heute in 8 bis 150 Meter Wassertiefe liegt.[26]
Der alsJäger und Sammler lebende, anatomisch moderneMensch (Homo sapiens) breitete sich in dieser Kaltzeit – ausAfrika kommend – über alle Kontinente der Erde (mit Ausnahme Antarktikas) aus. Hingegen starb derNeandertaler, der den europäischen Raum in der Eem-Warmzeit besiedelt hatte, in der letzten Kaltzeit vor ungefähr 27.000 Jahren aus. Vor etwa 17.000 bis 12.000 Jahren entstanden inKleinasien erste sesshafte Gesellschaften, dieAckerbau undViehhaltung betrieben (Neolithische Revolution). Aus Sicht derArchäologie fällt die letzte Kaltzeit in dieAltsteinzeit (Paläolithikum). Der Beginn der Kaltzeit liegt etwa in der Mitte desMittelpaläolithikums.
Die Zeit vom Beginn der Zuwanderung anatomisch moderner Menschen nach Europa (vor ca. 45.000 Jahren) bis zum Ende der letzten Kaltzeit (vor ca. 11.700 Jahren) wird alsJungpaläolithikum bezeichnet. Mit denarchäologischen Sachquellen und der Kulturentwicklung des Menschen in dieser Epoche befasst sich dieUr- und Frühgeschichte.[27]
Da sich der Mensch vor allem in Küstennähe aufhielt, liegen viele seiner Siedlungsplätze aus dieser Zeit heute unter dem Meeresspiegel und sind dadurch archäologisch nur schwer zugänglich.
Aus Fossilien und aus Erbgut-Analysen (Molekulare Uhr) kann abgeleitet werden, dass der anatomisch moderne Mensch bereits vor und zu Beginn der letzten Kaltzeit in Afrika lebte.[28][29] Fossilien-Fundorte aus diesem Zeitraum sind Florisbad (Südafrika = „Homo helmei“), Eliye Springs (West Turkana, Kenia),Laetoli (Tansania) undDjebel Irhoud (Marokko).
Nordafrika war in der letzten Kaltzeit starken Vegetationsschwankungen unterworfen. Zu Beginn der Kaltzeit vor 120.000 bis 110.000 Jahren war dieSahara eine begrünte Savanne; dann wurde sie zur Wüste. Vor 50.000 bis 45.000 Jahren folgte eine weitere Savannen-Phase. Während des Höchststandes der letzten Kaltzeit dehnte sich die Sahara wieder als eine riesige Wüste noch weiter nach Süden aus als heute. Nach der Kaltzeit folgte eine weitere und bisher letzte fruchtbare Phase. Seither nimmt die Sahara wieder als größte Trockenwüste der Erde zu.
Asien scheint in der letzten Kaltzeit zwei Besiedelungswellen des Menschen erfahren zu haben. Von der ersten Welle nimmt man an, dass der Mensch, aus Afrika kommend, vor etwa 60.000 Jahren über den Nahen Osten der Südküste Asiens bis Australien folgte. Hiervon gibt es aber praktisch keine Spuren.
In einer zweiten Besiedelungswelle, die vor etwa 40.000 Jahren begann, breitete sich der Mensch über Asien aus. Es sind 40.000 Jahre alte Spuren im Inneren Südostasiens belegt, vor 30.000 Jahren in China und vor 26.000 Jahren in Nordostasien.
Vor etwa 50.000 bis 60.000 Jahren erreichte der Mensch Australien. Die ältesten menschlichen Überreste in Australien sind die vonMungo Man undMungo Lady, die beide auf etwa 40.000 Jahre datiert werden. Andere Funde werden auf bis zu 60.000 Jahre geschätzt, diese Datierungen sind jedoch umstritten.
Die ältestenarchäologischen Kulturen in Europa sind die desNeandertalers.
Die älteste Kultur desHomo sapiens, in dieser Epoche auch alsCro-Magnon-Mensch bezeichnet, im europäischen Raum war dieAurignacien-Kultur. Sie bestand von ca. 45.000[30] Jahren bis etwa 31.000 Jahren vor heute.[31] Sie überlappte sich mit der derChâtelperronien-Kultur, der letzten Kultur des Neandertalers.
Die wichtigste kaltzeitliche Kultur Europas war die darauf folgendeGravettien-Kultur. Ihre Spuren sind auf den Gebieten des heutigen Frankreichs, Süddeutschlands, Österreichs, Tschechiens, Polens und der Ukraine nachgewiesen und werden auf etwa den Zeitraum von vor 28.000 bis 22.000 Jahren datiert.[32]
In Westeuropa folgte im Anschluss daran, während des letzten Kältemaximums von etwa vor 24.000 bis 20.000 Jahren, dieSolutréen-Kultur. Etwa vor 15.000 Jahren gab es dieMagdalénien-Kultur.[33] Die letzten Kulturgruppen vor dem Holozän waren dieHamburger Kultur vor etwa 15.000 bis 14.000 Jahren, dieFedermesser-Gruppen, auch alsAzilien-Kultur bezeichnet, vor etwa 14.000 bis 13.000 Jahren, dieBromme-Kultur und dieAhrensburger Kultur (vor etwa 12.000 Jahren).
Siehe auchFrankokantabrische Höhlenkunst.
Nach heutigem Forschungsstand erfolgte die Besiedelung Amerikas durchPaläoindianer von Sibirien her über die Beringia-Landbrücke in mindestens drei Einwanderungswellen. Die erste und mit Abstand bedeutendste Welle war vor etwa 15.500 Jahren. Die zweite Welle brachte die Vorfahren derNa-Dené-, derDiné- undApachen-Indianer. Mit der dritten Welle kamen die Vorfahren derEskimos undUnungun.
Der FundplatzMonte Verde inChile gehört zu den ältesten Spuren menschlicher Besiedlung auf dem amerikanischen Kontinent. Am Ende der Kaltzeit vor etwa 11.000 bis 10.800 Jahren gab es mit derClovis-Kultur die erste flächig verbreitete Kultur Amerikas.
