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das Klima

der Einfluss von Temperatur und Wetter auf die Umwelt und damit auf die Entwicklung des Menschen

Grosse Eiszeiten treten periodisch auf. Alle 100.000 Jahre geht die Erde von einer leicht elliptischen Bahn um die Sonne in eine Kreisbahn über. Alle 41.000 Jahre ändert sich zudem ihre Drehachse. Das kann an wiederkehrenden riesigen Asteroiden liegen, die mit ihrer Schwerkraft Einfluss nehmen. Oder an der Position der Erde und des Sonnensystems innerhalb der Milchstrasse, die sich in einem Zyklus von 250.000 Jahren um deren Mittelpunkt dreht. Diese Bahn schwankt, so dass immer wieder andere Gravitationskräfte auf die Stabilität der Erde Einfluss nehmen können.

Oft führen auch tektonische Veränderungen zu Klimawechseln. Als sich vor 4,2 Mio Jahren die Landenge von Panama zwischen Nord- und Südamerika schloss, entstand der Golfstrom, der für viel Feuchtigkeit im Nordatlantik sorgt. Zeitgleich verschob sich die indonesische Inselkette, der Himalaya faltete sich auf, und statt der warmen, südpazifischen Wassermassen strömten nun kältere aus dem Nordpazifik ein. Dadurch regnete es weniger über Ostafrika. Austrocknung und Kälte hatten dort alsbald grossen Einfluss auf die menschliche Entwicklung. Vor 2,5 Mio Jahren (-> australopithecus) waren starke Kiefer und grosse Zähne die erste Antwort auf die härtere Nahrung der entstandenen Savanne. Doch fast zeitgleich erfand der Vormensch Werkzeuge wie Hammersteine und Schaber, um die hartschaligen und faserigen Pflanzen zu zermalen. Seine Zähne blieben klein und konnten bei weiteren Änderungen des Nahrungsangebots universal eingesetzt werden. Nur er überlebte.

Zudem falteten sich vor rund 5 Mio Jahren Gebirgszüge in Ostafrika auf. Einst bedeckten die Ebenen Äthiopiens und Kenias reichhaltige Wälder. Nun konnten keine Wolken mehr durchkommen. Die Folge war, dass es vor den Bergen heftig abregnete, dahinter aber Dürre aufkam. Die Bäume vertrockneten und es entstand eine Savannenlandschaft mit genügsamen Gräsern und Büschen.
Die Lebewesen, die auf der fruchtbaren Seite weiter auf den Bäumen lebten, entwickelten sich zu den heutigen Affen. Die anderen aber mussten da, wo keine Bäume mehr waren, zusätzlich lernen, dauerhaft aufrecht zu gehen.
Stehen konnten sie zwar schon, als sie noch in den Bäumen wohnten. Doch waren dies nur kurze Momente der Orientierung. Von nun an änderte sich die Struktur ihrer Bein- und BeckenKnochen, und sie breiteten sie sich über ganz Afrika aus.

Durch Sauerstoff-Isotopen-Messungen an den Kalkschalen von Einzellern aus der Tiefsee kann eine globale Abkühlung seit 50 Millionen Jahren nachgewiesen werden. Damals gab es sogar Wälder an beiden Polen. Die Tiefseetemperaturen der Ozeane waren im Schnitt 10° wärmer als heute. Seidem ist es auf der Erde kontinuierlich kühler geworden. Besonders zwischen 3 und 2 Millionen Jahren vor unserer Zeit kühlte es ab, und viele Tierarten und Hominide zog es in Richtung Äquator. Davor und danach kann ein gegenteiliges Bestreben festgestellt werden: sie breiteten sich wieder in alle Himmelsrichtungen vom Äquator aus weg. Anhand der Population von Wirbeltierfossilien kann auch eine Verschiebung der Vegetation nachvollzogen werden 1).

Eine grosse Rolle spielte das Klima bei den Wanderungen. Bereits vor 3,5 - 3 Millionen Jahren begann der australopithecus afarensis aufgrund eines feuchteren und wärmeren Klimas sich entlang der Küste nach Südafrika auszubreiten. Dort gab es mehr Waldrandgebiete, oft in der Nähe von Flussläufen, was ihn denn gewohnten Lebensraum beizubehalten ermöglichte. Ob und wie Hindernisse wie Wüsten, Flüsse und Meere überwunden werden konnten, hing oft mit den Temperaturen zusammen.
So begünstigte den Menschen vor 200 - 150.000 Jahren eine kältere Epoche, dass sich das Wasser in den EisPolen band und den MeeresSpiegel sinken liess. Jetzt erst wurde die Überquerung des arabischen Meeres möglich.

Ebenso kamen die Menschen vor 20.000 Jahren während einer Kälteperiode nach Amerika. Die BeeringStrasse war zugefroren. Zuerst ging er in den Süden. Der Norden blieb ihm noch solange verschlossen, bis es wieder wärmer zu werden begann.

In Jordanien lag bis vor 45.000 Jahren eine grosse Wüste. Erst als es hier wieder regnete, war es dem homo sapiens möglich, dieses Gebiet zu besiedeln und zu überqueren.

Als der homo sapiens vor 40.000 Jahren nach Europa gelangte, war es dort bitterkalt. Die wenigen fruchtbaren Gebiete musste er sich mit dem Neandertaler teilen. Dieser wurde immer weiter in unwegsame Nischen verdrängt, so dass er letztlich bis Gibraltar kommend, ausstarb. In Asien war es milder. Dort konnten beide Gruppen, der homo sapiens und der Peking- sowie JavaMensch nebeneinander leben und sich sogar mischen.

Aber auch der homo sapiens litt unter der Kälte. Am Ende der EisZeit war er beträchtlich dezimiert. Die Durchschnittstemperatur betrug nur -35°. Es gab ihn in dieser Zeit noch so häufig wie heute Gorillas.




die Haut
Die kompakten Körper der Neandertalers waren durch die längere Anpassung gegen den Frost besser gefeiht. Sie hatten langgezogene Gliedmassen. Doch ihre Haut ist bei der Kälte und der schwächeren Sonneneinstrahlung heller geworden, damit sie wichtige Körperstoffe besser synthetisiert und ultraviolettes Licht besser absobiert. Die Melanine zur Abwehr der UV-Strahlung werden in der weissen Haut nämlich abgebaut, da weniger Sonne mehr UV-Licht benötigt. 20.000 Jahre hatte es gebraucht, um aus einer schwarzen eine weisse Haut zu machen.
Aber nichts ist so schwer wie die Bestimmung der Hautoberfläche der Vorzeitmenschen, da diese als erstes verfällt. Dennoch ist nach letzten Forschungen zu vermuten, dass sie im Gegensatz zu bisherigen Bildern hellhäutig waren, rote Haare und Sommersprossen hatten. Diese Erscheinungsart entspricht auch am ehesten einem Menschen aus dem Norden, der sich wunderbar an die Kälte angepasst hat.




die Eiszeit
Mit dem Beginn der heutigen Eiszeit vor über 3 mio Jahren wurde soviel Feuchtigkeit gebunden, dass es auch in Afrika trockener wurde. Die Wälder verschwanden und Savanne entstand. Der Regenwald Zentralafrikas, der bereits vor 7-9 mio Jahren zu schrumpfen begann, war nun zwischen Ost- und Westküste einem Streifen von Busch- und Flusslandschaften gewichen.

Die Kalt- und Warmphasen einer Eiszeit werden durch Schwankungen der Erdumlaufbahn verursacht. Kleinere Veränderungen in der Intensität der Sonnenstrahlungen beeinflussen das Eis. Etwa alle 100.000 Jahre wechselt die Erdbahn zwischen Ellipse und Kreis. Alle 41.000 Jahre kippt die Drehachse einwenig, und in den folgenden 23.000 Jahren wackelt sie hin und her. Die Einstrahlungen des Sonnenlichts verändern sich. Während der vergangenen 2,5 mio Jahre haben sich die Gletscher 30x vor- und zurückbewegt. Je nach dem, wie die Erde um die Sonne lief.

In der letzten Eiszeit schwankten die Temperaturen sehr, ganz Nordeuropa lag unter einer Kilometer dicken Eisschicht. Südlich davon hatten die Menschen in den Tundren am Rande der Wälder Überlebungsmöglichkeiten. Doch vor 730.000 bis 500.000 Jahren reduzierte sich in Westeuropa der Waldbestand erheblich. In der vorletzten Eiszeit vor 250.000 Jahren betrat der Neandertaler die Bühne. Ihm machten Temperaturschwankungen von 10° innerhalb eines Jahrzehnts nichts aus.

Der Motor der Evolution ist das Klima und das Eis. Vor 120.000 Jahren war es 17°C (2°C mehr als heute). Vor 65.000 Jahren 9°C (Gletscher kamen bis Deutschland). Während dieser Kaltzeit war es im Winter -20°C, im Sommer 5°C (Tundra-Flora). In der Warmzeit waren die Winter 0° bis Sommer 20°C.

Vor 50.000 Jahren war es im Durchschnitt - 5°C kälter in Deutschland als heute. Aber es gab gute Weidegründe für viele Tiere wie Wollnashorn, Riesenhirsche und Wolf.
Als es vor 45.000 Jahren noch trockener und kälter in Europa wurde, wurden auch die Wechsel zwischen Wärme- und Kälteperioden schneller. Es wurde immer unwirtlicher. Innerhalb einer Generation verschwanden die Wälder. Die neue, offene Landschaft war den Menschen ungewohnt. Ihre Speere war hier wertlos, weil die Tiere sie lange vorher sahen. Nur derjenige, der umdenken konnte, sich den Veränderungen anzupassen in der Lage war, überlebte. Der Neandertaler gehörte nicht dazu.

Vor 35.000 Jahren fror es im Winter bis zu - 35°C. Durch Eis und Tundra im Norden war der Lebensraum auf Europa und Westasien beschränkt. Nachts waren es -19 °C, so dass Feuer zum Wärmen in Höhlen gemacht wurde.

Fast alles Wasser war zu dieser Zeit in Gletscher gebunden. Es war nicht unbedingt immer sehr kalt, sondern wechselhaft (am Grönlandeis kann die Lufttemperatur, die Zusammensetzung der Luft und Spuren des Gasgehalts der Atmosphäre nachgewiesen werden).

Vor 24.000 Jahren war der Grossteil der Erde mit Eis bedeckt. Es war einer der grössten Eisvorstösse. Die Gletscher bewegten sich 20 m pro Tag. Der Meeresspiegel lag 120 m unter dem heutigen. Die Nordsee gab es nicht. Das Klima änderte sich innerhalb eines und zehn Jahre abrupt. Das lag an der ständigen Unterbrechung des Golfstroms. Es war 15 - 20° kälter als jetzt. Bei -35° braucht der Mensch 3500 Kalorien/Tag.
In Europa lebten noch einige 1000 Menschen, aufgeteilt in Clans zu 30. Auf 100 km² kam 1 Mensch. 7 Monate im Jahr war tiefer Winter. Die Clans konnten die Belastung der Jagd und des Wohnens kaum bewältigen. Zu dieser Zeit waren die Menschen seltener als heute Schimpansen, die zu den bedrohten Arten zählen. 80% der Europäer gehen auf die wenigen Menschen zurück, die vor 24.000 Jahren in der Hochphase der Eiszeit gelebt haben.

Vor 20.000 Jahren erwärmte sich die Erde wieder. Es gab mehr eisfreies Land. Heute haben wir mittlerweile eine der wärmsten und beständigsten (wenn nicht die Einwirkung des Menschen dies ändert) Perioden. Normalerweise ist es wesentlich trockener, öder und kälter als jetzt.




der Golfstrom
Vor über 3 mio Jahren entstand durch die Verschiebung der Kontinentalplatten die Landenge von Panama. Dadurch war der Austausch von Meeresströmungen zwischen Atlantik und Pazifik nicht mehr möglich. Wasser aus den Tropen floss nach Norden. Am Nordpol gab es noch kein Eis. Es war dort zwar kalt genug, aber die Luftfeuchtigkeit zu gering. Das änderte sich, als feuchte, tropische Luft in die Arktis gelangte. Ein Eisschild begann, den Nordpol zu bedecken. Diese Eiszeit hält bis heute an. Jetzt haben wir allerdings wieder eine wärmere Phase.
Der Golfstrom ist das kräftigste Heizungssystem der Welt. Er bringt das warme Wasser nach Norden, so dass es in Europa 10° wärmer ist als sonst. Doch fliesst zuviel kaltes Süsswasser hinzu, vermischt er sich. Er kann nicht mehr wie gewohnt zirkulieren. Die Eisberge speisen den Strom ununterbrochen mit süssem, kalten Schmelzwasser.




1)
über Fossilien und die sich verändernde Umgebung
Die Entwicklung des Vormenschen begann vor 5 mio Jahren im Plio-Pleistozän. Die ersten homminiden Fossilien stammen aus Afrika, 3 Millionen Jahre, bevor sich der Frühmensch über Eurasien ausgebreitet hat.
Die Dokumentation seiner Funde ist genauso wichtig wie der Fund selbst. Wird sein Fundort nicht mehr wiedergefunden, so kann kein weiteres Wissen über ihn und seine Umgebung, d.h. auch nicht über die damalige Flora und Fauna gewonnen werden. Eine Einordnung in sein wechselhaftes Habitat aufgrund neuerer Erkenntisse über Fossilien und die damalige Geologie bleibt lückenhaft.
Zunächst muss eine Skizze der Grabungen angelegt werden: Erkennungsmerkmale wie Flüsse und Berge, die satellitengesteuerte Position (GPS) und eine Dokumentation per Fotografie. Damit sind die Funde geografisch, zeitlich und geologisch zugeordnet, da ihre Lage oft für ihre Interpretation bedeutsam ist. Sie sind stets von Sedimenten überlagert. Knochen und Zähne sind zum Teil von Kalkkrusten aus Kohlenwasserstoffverbindungen überzogen. Im Sedimentgestein wird alldas angesammelt, was irgendwann angespült worden ist, also floss. Diese Schicht muss dann im Laufe der Zeit durch geologische Prozesse wieder an die Erdoberfläche gelangen, damit Grabungen möglich sind.
Die Taphonomie beschäftigt sich mit der Fossilierung ehemaliger Lebewesen. Dazu gehört auch die zeitliche Zuordnung von tierischen Fossilien zum Vergleich. Mit den urzeitlichen Riesenschweinen in Ostafrika ist z.B. eine Tiergruppe gefunden, die in den letzten 4 Millionen Jahren an den Zähnen einer ständigen Veränderung unterlag (ähnlich den Ammmoniten der Schwäbischen Alb). So kann bei einem Homminidenfund aus Ostafrika der Lebenszeitpunkt anhand der ihn in derselben Erdschicht umgebenden Schweinezähne hergeleitet werden (diese sind bereits aufgrund ihrer Funddichte lückenlos bestimmt).
Zudem können taphonomische Prozesse Veränderungen des Habitats, die durch Auswirkungen des Klimas, des Knochentransports durch Flüsse und durch Ablagerungen auf das Fossils entstehen, nachweisen. Bei der Einbettung von Knochen in die sie umgebenden Materialien entstehen z.B. Infiltrationen, d.h. die Hohlräumen im Knochen werden zum Teil mit Kalk oder anderem Gestein ausgefüllt. Bei der Substitution werden die anorganischen Bestandteile der Knochen ersetzt und erhalten ein höheres spezifisches Gewicht: Das Fossil ist immer schwerer als der ursprüngliche Knochen. Sukzessive gehen ständig Anteile an Knochenmaterial verloren. Je ähnlicher der fossilierte Knochen also denen lebender Verwandter gleicht, desto genauer kann ihr damalige Lebensraum bestimmt werden.