Bereits in den 60er Jahren fanden Wissenschaftler die ersten Hinweise darauf, dass das Erdklima in früheren Zeiten recht rauen Temperatursprüngen ausgesetzt war. Gletscherspuren nahe dem Meeresspiegel in den Tropen, deren Geröll mit ungewöhnlichen Ablagerungen stark eisenhaltigen Gesteins vermischt sind, lieferten den Befund, dass die Erde vor sehr langer Zeit sogar einmal völlig zugefroren gewesen sein muss, und zwar sowohl die Landmassen als auch die Meere.
Die ‘Schneeball-Theorie’* konstatiert ungewöhnlich starke Klimaschwankungen auf unserem Planeten. Während auch die Meere einmal völlig eisbedeckt waren und das Sonnenlicht stark reflektierten, sorgten Vulkane indes dafür, dass sich die Luft mit dem Treibhausgas Kohlendioxid anreicherte. Dieser Mechanismus hat bereits seit Jahrmillionen Einfluss auf das Erdklima. Und so taute die Erde immer wieder auf. Das Sonnenlicht wurde wiederum vom geschmolzenen Wasser der Meere stark absorbiert und schließlich verwandelte sich der Schneeball wieder in eine Sauna. Calcium- und Magnesiumcarbonate in den über Gletschergesteinschichten überlagerten Sedimenten wiesen auf das der jeweiligen Eiszeit folgende Treibhausklima hin.
Ein wiederholter Wechsel zwischen eisig kalt und höllisch warm scheint nach dieser Theorie demgemäss natürlicherweise zur Evolution zu gehören und könnte aktiv zur Entwicklung des Lebens auf der Erde beigetragen haben. Das Treibhausgas Kohlendioxid ist zu einem gewissen Teil sogar notwendig, damit die Erde nicht in den Zustand der permanenten Vereisung gerät. Einen Treibhauseffekt hat es demnach schon immer auf der Erde gegeben. Und zwar extrem. Die Gase aus Vulkanen genügten, um die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre jeweils so anzuheben, um sämtliches Eis auf der Erde schmelzen zu lassen. Das entfallende Eis sorgt dafür, dass mehr Sonneneinstrahlung absorbiert wird und dies verstärkt noch den Wärmeeffekt. Verdunstendes Meerwasser steigert als zusätzliches Treibhausgas die Hitze und lässt die Temperaturen am Erdboden auf über 50 Grad Celsius klettern.
Doch nach dem Treibhaus kommt der Gefrierschrank: Der stetig zunehmende Kreislauf aus Verdunstung und Niederschlag bringt Starkregen mit sich. Und irgendwann kehrt sich das Ganze wieder um. Die starken Niederschläge waschen das wärmespeichernde Kohlendioxid aus der Atmosphäre und die Erosion von Silicat-Gestein (das bei seiner Verwitterung in Regenwasser gelöstes Kohlendioxid aus der Luft aufnimmt) tut ihr übriges dazu. Es entstehen wieder erste Eisflächen, die das Sonnenlicht reflektieren. Es wird wieder kälter auf der Erde.
*Literatur: A Neoproterozoic Snowball Earth. P.F. Hoffmann, A.J. Kaufman, G.P. Halverson und D.P. Schrag in: Science, Bd. 281, S. 1342-1346