Aus der Ferne muss sie ausgesehen haben wie ein Schneeball: Gleich mehrmals im Lauf ihrer Geschichte soll die Erde vollständig eisbedeckt gewesen sein. In Florida herrschten Temperaturen wie jetzt am kältesten Ort der Welt: der Antarktis.

Unser Planet könnte im Laufe seiner Geschichte mehrmals vollständig von einer Eisschicht bedeckt gewesen sein, so eine Hypothese von Geologen. Aus der Distanz hätte die Erde dann wie ein riesiger Schneeball ausgesehen. Eine neue Studie der Universität Göttingen bestätigt extrem kaltes Klima in den sogenannten Schneeball-Erde-Episoden vor Millionen und Milliarden Jahren. Gletscher sind demnach bis an den Äquator vorgedrungen.

Der Geologe Daniel Herwartz hat die Zusammensetzung von Sauerstoffisotopen tropischer und subtropischer Gletscher rekonstruiert. "Die Isotope geben Aufschluss über die klimatischen Bedingungen einer vollkommen vereisten Erde", sagt Herwartz, der die Studie geleitet hat. Die Ergebnisse sind in der US-amerikanischen Fachzeitschrift "Proceedings" der Nationalen Akademie der Wissenschaften, kurz PNAS, erschienen.

Ägypten so kalt wie die Antarktis

Die untersuchten Gesteine aus dem Nordwesten Russlands und aus China lagen vor 2,4 Milliarden und 700 Millionen Jahren nahe am Äquator und müssen dort mit Schmelzwasser von (sub)tropischen Gletschern interagiert haben. Die Klimainformation wurde vom Wasser auf die Gesteine übertragen und konnte so hunderte Millionen Jahre überdauern.

Die Zusammensetzung der 2,4 Milliarden Jahre alten (sub)tropischen Gletscher deutet auf Klimabedingungen hin, wie wir sie heute nur am kältesten Orten der Erde finden: in der Antarktis, wo die mittleren Jahrestemperaturen bei minus 40 Grad Celsius liegen. "Es scheint verrückt, sich Regionen wie Florida oder Ägypten bei minus 40 Grad Celsius mittlerer Jahrestemperatur vorzustellen, aber die Daten sprechen für solch extreme Klimabedingungen in niederen Breiten", sagt Herwartz. Die 700 Millionen Jahre alten Gesteine aus China deuten auf Klimabedingungen hin, wie sie heute im Süden Grönlands herrschen.

Aufgetaut durch Kohlendioxid

Die Schneeball-Erde-Hypothese besagt, dass die gesamte Erde gefroren war und die Ozeane unter einer hunderte Meter mächtigen Schicht aus Meereis lagen. Niedrige Kohlendioxid-Konzentrationen führen zu wachsenden Eisschilden, die das Sonnenlicht reflektieren und die Erde weiter abkühlen. Erreichen die Gletscher eine kritische Grenze, ist die Reflektion der Sonneneinstrahlung so stark, dass die Erde schließlich komplett einfriert. Ein starker Anstieg vom Treibhausgas Kohlendioxid durch fortwährende vulkanische Aktivität ist dann notwendig, um die Erde aus ihrem gefrorenen Zustand zu befreien.

Prof. Dr. Andreas Pack vom Geowissenschaftlichen Zentrum der Universität Göttingen, der ebenfalls an der Studie beteiligt war, erklärt: "Eine Schneeball-Erde ist eine kritische Zeit. Leben ist auf einem gefrorenen Planeten nur in kleinen Rückzugsgebieten möglich, dafür scheint es nach dem Auftauen geradezu zu explodieren."