die klim ate

DER

Geologischen Vergangenheit

UND

I H R E B E Z I E :! U X G

ZUR

ENTW1CKELUNGSGESCHIC11 TE I)ER SONNE

VON

E U G, DUBOIS

Q. oct.

1 w

DIE KLIMATE

DER

GEOLOGISCHEN VERGANGENHEIT

die klimate

DER

Geologischen Vergangenheit

UND

IHRE BEZIEHUNG

ZUR

ENTWICKELUNGSGESCHICHTE DER SONNE

VON

EUG. DUBOIS

VORWORT.

Die vorliegende Abhandlung ist ein Versuch, die klimatischen Veriiaderungen der geologischen Vergangenheit durch Verilnderun-gen der Sonnenwamie zu erklaren. Sie ist eine Neubearbeitung in deutscher Sprache einer, anfangs 1891 unter dem Titel: „De klimaten der voorwereld en de geschiedenis der zonquot; in: „Natuurkundig Tijdschrift voor Nederlandsch-Indiëquot; zu Batavia in hollan-discher Sprache erschienenen Abhandlung.

Die Veranlassung zu dieser Neubearbeitung war der Wunsch des Verfassers, einerseits seine in jenem Aufsatze niedergelegten Ansichten einem grosseren wissenschaftlichen Kreise vorzuführen, andererseits, neue, ihm wichtig vorkommende Belege für deren Berechtigung, sowie Erganzungen beizubringen.

In der hollandischen Abhandlung wurden die, für die relative Ver-teilung der drei Fixsternklassen benützten Zahlen Faye's „Sur Torigine du monde. 2^e edition. Paris 1885quot; entnommen. An ihrer Stelle werden im Nachfolgenden, bei der Berechnung des Betrages der Veranderungen der Sonnenwarme, die genaueren, dem Ver-fasser damals noch nicht bekannten Zahlen der Potsdamer spec-troskopischen Durchmustemng angewandt, wie sie J. Scheiner mitteilt.

Auch sei hier erwahnt,. dass Scheiner die ungleiche Verteilung der drei Sternklassen, etwas früher als ich, auf dieselbe Weise erklart hat (Die Spectralanalyse der Gestirne, p. 325—327), was mir wahrend des Druckes des ursprünglichen Aufsatzes noch nicht bekannt war; in einem Nachtrage, der Mitte 1891 in derselben Bataviaschen Zeitschrift erschien, habe ich dies jedoch angegeben.

Des Weiteren hat schon J. J. Murphy (Nature, Vol. 42, July

v o r w o r t.

17. 1890, p. 270) die Meinung ausgesprochen, dass die früheren warmen Klimate der Polarregionen — eine Erscheinung der kein warmeres Klima in der Nahe des Aequators entsprach — durch grössere Sonnenwarme und demzufolge verstarkte atmosphiirische und oceanische Circulation zu erklaren seien. E. BrÜckxer (Klima-schwankungen, p. 315) weist (wie mir damals auch noch nicht bekannt war) in Hinsicht auf die diluvialen und auf die von ihm entdeckten 35jahrigen Klimaschwankungen auf die Möglich-keit hin, dass eine Abnahme der Sonnenstrahlung die Temperatur-difï'erenz zwischen dem Aequator und den Polen verringern und dadurch die allgemeine atmosphiirische Circulation abschwachen könnte, was sich in einer Schwilchung der polwilrts gerichteten oberflachlichen Meeresströmungen ilussern, und dadurch vom Aequator bis in hohe Breiten hinauf bemerkbar machen müsste.

Auf eine des wichtigen Gegenstandes würdigere, ausführliche Bearbeitung habe ich aus mehreren Grimden, vor Allem wegen Inanspruchnahme durch andere Arbeit, verzichten müssen.

Moge jedoch dieser Versuch zur Erklarung der geologischen Klimaanderungen nicht unbeachtet bleiben, möge er billige und nachsichtige Beurteilung finden und vielleicht auch zu weiteren Arbeiten Anregung geben.

EUG. DUBOIS.

Tulung-Agung (Java),

August 1892.

I N H A L T.

V or wort

i. ABSCHNITT.

Die Klimate der geologischen Vergangenheit nach palaeontologischen und geologischen Ergebnissen.

Die Organismen der Urwelt als Zeugen von Klimaandemngen. — Die frühere arktische Pflanzenwelt als Beweis warmerer Klimate. — Klimatische Zonen früherer Perioden. — Oertlich abweichende klimatische Verhaltnisse. ■— Die Hypothese von der tertiilren Polverschiebung unnötig und ungenügend zur Erklarung der Vorgange. — Allmahüche Abkühlung der Klimate und pleistocane Eiszeiten................i

2. ABSCHNITT.

Veranderungen der Sonnenwarme als Ursachen der Veranderungen der geologischen Klimate.

Betrilchtliche Veranderungen der Sonnenstrahlung als Ursache der geologischen Klimaandemngen. — Die vorausgesetzten Veranderungen der Sonnenstrahlung haben wirklich stattge-funden. — Die Sonnenwarme ist höchst wahrscheinlich nur Verdichtungswarme. Scheinbarer Widerspruch mit geologischen und biologischen Ergebnissen. — Weitere Umstande zu Gunsten der Ansicht, dass die geologischen Klimaandemngen durch die Entwickelungsgeschichte der Sonne zu erklaren sind..........................37

I

i. Abschnitt.

Die Klimate der geologischen Vergangenheit nach palaeontologischen und geologischen Ergebnissen.

Die Organismen der Unvelt als Zeugen von Klimaanderungen. — Die friihere arktische Pflanzenwelt als Eeweis warmerer Klimate. — Klimatische Zonen früherer Perioden. — Oertlich abweichends klimatische Verhaltnisse. — Die Hypothese von der tertiaren Polverschiebung unnötig und imgenügend zur Erkliirung der Vorgange. •— Allmaliliche Abkühlung der Klimate und pleisto-cline Eiszeiten.

Die Organismen der Urwelt als Zeugen von Klimaanderungen.

Es ist eine seit langer Zeit erkannte Thatsache, dass die Klimate der Vorzeit andere waren als die heutigen. Von vielen Erdstrichen hat man festgestellt, dass sie unge-zahlte Millionen von Jahren hindurch ein warmeres und dann auch ein kühleres Klima besassen als jetzt; gleichwolistfur einige Perioden eine der jetzigen ahnliche allgemeine Regel-massigkeit in der raumlichen Verteilung der Warme nicht zu verkennen.

Wir urteilen über die Klimate der Vorzeit hauptsachlich nach dem Charakter ihrer Pflanzen- und Tierwelt. Die Organismen warmer Lander sind in der Regel sehr ver-

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schieden von denen der kalten Erdstriche; nicht ganz logisch schliesst man daher umgekehrt, dass das Klima einer frü-heren Periode warm oder kalt war, je nachdem deren Organismen die nachsten Verwandten von solchen sind, die gegenwartig in warmen oder in kalten Regionen leben. Dieser Schluss hat wol seine Berechtigung, wenn die Ver-wandtschaft eine sehr enge ist, und an vielen Pflanzen und Tieren wahrgenommen wird. Auch hat man oft das Recht aus der grosseren oder geringeren Energie, mit der das Leben im Allgemeinen sich aussert, auf wichtige Verande-rungen des Klimas und seines Warmegrades zu schliessen. Nun kennen wir in der That diese allgemein engere Ver-wandtschaft fossiler Formen mit Organismen, die jetzt in anderen Klimaten leben und wissen, dass manche Periode einen ganz anderen Reichtum an Pflanzen- und Tierleben entwickelte, als die gegenwartige.

Dennoch giebt es keine fes te Beziehung zwischen dem Klima und dem Charakter der Lebewelt. Man findet nahe verwandte Pflanzen und Tiere in sehr verschiedenen Klimaten, und so war es auch früher; Elephanten, Rhinocerosse und Löwen, jetzt echte Tropcnbewohner, lebten wahrend der Eiszeit in Europa. Vergleicht man innerhalb desselben Warmegürtels gelegene Teile verschiedener Kontinente mit einander, so sieht man, dass einer fast vollkommenen Ueber-einstimmung der Klimate durchaus nicht eine Ueberein-stimmung der organischen Wesen entspricht. Auch passen im Allgemeinen Pflanzen und Tiere wol am besten für das Klima in dem sie leben, man weiss j edoch selten in wie weit die Existenz vieler Arten nicht hauptsachlich von Bedingungen abhangt, die zu dem Klima in keiner ursachlichen Beziehung stehen. Bekannt sind die Beispiele europaischer Pflanzen und Tiere, die sich unter den ver-schiedensten klimatischen Verhaltnissen über die ganze Erde

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verbreitet und oft sogar eingeborene Arten ihres neuen Wohnortes ausgerottet haben.

Die organischen Wesen besitzen in der That in hohem Grade die Fahigkeit, sich dem quot;Warmegrade des Klimas anzupassen. In dieser Hinsicht erinnert der vor zwei Jahren verstorbene, verdienstvolle Geologe M. Neumayr, der viel dazu beigetragen hat, dass man die Ergebnisse, auf Grund derer die alten Klimate beurteilt werden, nach ihrem richtigen quot;Werte schatzen gelernt hat, an eine schon früher (u. A. von Gardner und de Saporta) oft nachgewiesene Fehlerquelle. Organische Formen, welche in einem kühleren Klima entstanden sind, können sich, unter Anpassung an die neuen Lebensbedingungen allmahlich (auf der nördlichen Halbkugel) auch nach Süden verbreiten. Sie acclimatisiren sich unter diesen neuen, im Ganzen günstigeren Lebensbedingungen und degeneriren. Inzwischen haben sich in ihrem früheren Vaterlande neue Formen entwickelt, die nun ihrerseits wieder denselben Weg gehen und demselben Loose verfallen. Daher werden südliche Typen immer eine gewisse Uebereinstimmung mit den alten Formen aus dem Norden zeigen müssen, deren Ursache dann nicht in einer Veranderung des Warmegrades der betreffenden Wohnorte gesucht werden darf.

Auch wird — und hierauf hat Hooker bereits im Jahre 1856 aufmerksam gemacht — ein üppiges Pflanzen- und Tierleben in einem gleichmassig warmen und feuchten See-klima bei einer im Mittel tieferen Temperatur, als in einem trocknen, kontinentalen Klima bestehen können. Darum besitzen die Walder von Neuseeland und Patagonien einen subtropischen Charakter bei Jahrestemperaturen, die diejenigen Frankreichs und Englands nicht übersteigen. ')

') Vergl. vor Allem: M. Neumayr, Erdgeschichte. Bd. II. Leipzig 1887, und seine Rede: Die kliraatischen Verhaltnisse der Vorzeit. Schriften des Ver-

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Aus alledem möge hervorgehen, wie vorsichtig man zu Werke gehen muss, wenn man die Temperatur des Klimas einer früheren Periode nach den Ergebnissen der Palaeonto-logie beurteilen will. ¹)

Wenn man sie vorsichtig benutzt, haben diese Ergebnisse dennoch grossen V, -rt, und dies um so mehr, wenn sie aus einer jüngeren Epoche stammen, seit welcher in den Organismen keine betrachtlichen Veranderungen mehr stattge-funden haben können. Wenn wir in einer so jungen Formation, wie es die pleistocane (diluviale) in Mittel- und Nord-Europa ist, neben echten arktischen Saugetieren, wie Moschus-Ochs (Ovibos moschatus). Rentier {Ccrvus tarandus), Vielfrass (Gulo hor calls), Lemming (My odes torquatus und obensls) und Eisfuchs (Canis lagopus), Ueberreste der Polar weide (Salïx polar is), der Zwergbirke (Betula nana), von Polygonum viviparum. Dry as octopetala und Arctostaphylos uva-ursi, und in den Thalem Gemsen und Steinböcke antreffen, wenn wir da ferner arktische und alpine Schnecken, und in den diluvialen Meeresablagerungen Muscheltiere wie Pecten islandicus, Yoldia arc tic a, Astartc borealis und Saxicava arctica finden, dann können wir daraus mit Sicherheit schliessen, dass das Klima von Europa im pleistocanen Zeit-alter kühler war als jetzt. Wenn wir des Weiteren in der mit-teltertiaren Formation Frankreichs und der Schweiz in einer geologisch auch noch nicht sehr entlegenen Zeit Palmen, Feigen- und Zimmtbaume, neben Pflanzen mit immergriinen lederartigen Blattem, Tulpen-, Kampher-, Lorbeerbaume und Myrthen, die jetzt in Landem mit wenigstens subtro-

eines zur Verbreitung naturwiss. Kenntn. in Wien. 1889. Unter dem Titel: The Climates of Past Ages, ist dieser letztere Aufsatz audi in Uebersetzung erschienen in; Nature, Vol. 42, 1890, p. 148 und 175.

') Sehr lesenswert ist in dieser Beziehung Kap. xü in: A. Woeikof, Die Klimate der Erde, i. Theil. Jena 188quot;.

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pischem Klima wachsen, und unter vielen anderen Arten die Ueberreste der riesigen Dinotherium und Helladotheriuvi, von Mastodon, Rhinoceros, Hippopotamus und anthropoiden Affen finden; wenn wir ferner auf Trogons, Papageien, Pelikane, Ibisse und Salanganen, und auf dem alten Meeres-boden auf eine Gesellschaft von Weichtieren stossen, die aus vielen Arten von Cypraea, Oliva, Mitra, Conus, Terehra besteht, wenn wir sehen, dass in der Nahe von Wien noch lebende Arten von Korallen Riffe gebaut haben — dann ist durch diese übergrosse Anzahl von Thatsachen bewiesen, dass auch in dieser so viel früheren Zeit in Europa ein ganz anderes, warmeres Klima herrschte. Lasst man den Anteil, der ohne Zweifel der Acclimatisationsfahigkeit der Arten und Gattungen zukommt, und den Einfluss des insularen Klimas, das Europa damals besass, ausser Rech-nung, so kann man mit Heer aus dem Charakter der schweizerischen mitteltertiaren Flora schliessen, dass die mittlere Temperatur (reducirt auf das Meeresniveau), daselbst um 7⁰ bis 9⁰ höher gewesen sein muss als gegenwartig. Die erwahnte Acclimatisationsfahigkeit, welche auf der Veranderlichkeit der Constitution und der Lebensbedürfnisse der Organismen beruht, sowie der wolthatige Einfluss der gleichmassigen Warme und Feuchtigkeit des Klimas können diesen Unterschied nur zum kleinsten Teile erklaren.

In der That müssen, nicht nur in der Tertiarperiode, sondem auch in früherer Zeit, sowol in Europa, Asien und Nordamerika, als auch in den gemassigten Gegenden der südlichen Hemisphare, die Klimate im Allgemeinen warmer gewesen sein als die jetzigen. Von localen Unregelmassig-keiten der Warmeverteilung, die auch früher bestanden haben, abgesehen, war das palaeothermale Phanomen eine allgemeine Erscheinung, welche die ganze Erde betraf, j edoch so, dass der Unterschied zwischen dem damaligen

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und dem jetzigen Zustan de gegen die Pole hin zunahm.

. Diese allgemein grössere Gleichmassigkeit der klimatischen Verhal tnisse in früheren Epochen ist eine feststehende Thatsache.

Die frühere arktische Pflanzenwelt als Beweis warmerer Klimate.

Den besten Beweis dafür liefern die fossilen Floren der Polargegenden, deren Beschreibung und eigentliche Ent-deckung, eine der grössten in der Geschichte der an grossen Entdeckungen so reichen, jungen Wissenschaft der Geologie, allein schon den Namen Heer's unsterblich gemacht hatte. ¹)

Riesige Sigillarien, Lepidodendren und Calamiten, Baume, die mit unseren Barlappen und Schachtelhalmen verwandt sind, lebten wahrend der Kohlenperiode, ebenso wie in den

') Oswald Heer ist, namentlich durch seine beiden Hauptwerke; Die XJnvelt der Schweiz, 1864 und 1879, vind: Flora fossilis arctica, 1868, der eigentliche Schöpfer einer Palaeoldimatologie. Das Meiste, was wir von den geologischen Klimaten wissen, verdanken wir diesem schweizerischen Natur-forscher. Bei der Beurteilung der früheren Verteilung der Warme auf der Erdoberfiiiche nach den Ergebnissen der Palaeontologie ging er mit viel mehr Kritik zu Werke als viele seiner Xachfolgeiv deren übertriebene Schlüsse man nicht selten als die seinigen ausgiebt.

Von 1871 bis 1883 erschienen noch sechs weitere Bande der Flora fossilis arctica.

A. de Candolle hat bereits im Jahre 1855 in seiner: Géograplüe botanique raisonnée, und spiiter in einigen kleineren Schriften auf klare Weise die Beziehung zwischen dem Charakter der Flora und dem Klima einer gründlichen Unter-suchung unterworfen, und die Ideen des grossen Botanikers van Genf haben auf Heer's Arbeit den grössten Einfluss ausgeübt.

Die ersten Anzeichen eines früheren milderen Klimas unter hohen Breiten fand A. Ersian im Jahre 1829 in Kamtschatka unter 630 N. Br. (Reise um die Erde. 3. Bd. Berlin 1848, p. 149).

Eine kleine Arbeit von H. R. Goeppert: Ueber die Tertiarflora der Polargegenden, in: Bulletin de 1'Académie impériale des Sciences de St. Pétersbourg, T. 3. 1861, p. 448—461, war so gut wie unbeachtet geblieben.

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gemassigten Zonen der nördlichen und südlichen Hemisphare, auch auf Spitzbergen unter 7 7¹/^,2⁰ N. Br. Von den 26 dort gesammelten Pflanzenarten wuchsen 17 zugleich in Mittel-Europa. Ferner bestand im amerikanischen Nordpol-Archipel, unter dem 75. Breitegrade, und in Sibirien an der Mündung der Lena, unter 71 ^⁰ N. Br., ein üppiger carbonischer Pflanzenwuchs.

Fossile Pflanzen der Perm- und Triasperiode kennt man aus arktischen Landern noch nicht, wol aber zwei IcJithyo-sauriis-KxX.QT\ von Spitzbergen, unter 78¹/2⁰ N. Br.; hier und besonders im nördlichen Sibirien in der Nahe der Mündung des Olenek (bei 73⁰ N. Br.) hat man Meermuscheln gefun-den, die den damals unter mittleren Breiten lebenden ahnlich sind.

In der Juraformation von Spitzbergen fand man, unter 78Va⁰ N. Br., 32 Arten von Schachtelhalmen, Farnen, Sagopalmen (Cycadeen) und Coniferen, von denen 10 auch aus mittleren Breiten bekannt sind.

Wichtiger ist das, was man von der Kreideformation weiss. Heer machte uns mit der von Norüenskjöld entdeckten reichen Kreideflora der Westküste von Grönland bekannt, die Farne, Schachteihalme, Sagopalmen, Coniferen, Graser, Schilfrohr, Baumlilien (Liriodendron) und, in etwas j fingeren Schichten, auch Laubbaume, wie Magnolien, Ficus-hxten. Sassafras, Pappeln, enthielt, wie sie in der jüngeren Kreideformation von Europa vorkommen, wo jedoch tropische und subtropische Arten zahlreicher vertreten sind.

Noch reichhaltiger ist der tertiare Pflanzenwuchs der Polargegenden, den Heer für miocan hielt, dem aberjetzt' mit Belt, Starkie Gardner und de Saporta, einige Palaeontologen einen etwas alteren (eocanen) Charakter zuschreiben. Heer beschrieb tertiare Pflanzen von Island, Grönland, Grinnell-Land, Spitzbergen und Nordcanada.

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Grinnell-Land im grossen nordamerikanischen Archipel ist der nördlichste Punkt der Erde, von dem eine fossile Flora bekannt ist. Unter 81 ⁰ N. Br. sammelte hier Kapitan Feilden von der nares-Expedition 26 Pflanzenarten, die nachtraglich von Heer beschrieben wurden. Zehn davon waren Coniferen, unter denen vor allen die grosse Sumpf-cypresse (Taxodmm distichuni), die jetzt in den südlichen Vereinigten Staaten lebt, zahlreich vorkam. Daneben wuchsen Pappeln, Birken, Linden, Ulmen, Haselnussstrauche und ein Schneeball, und in einem, mitten in diesem Walde gelegenen See, Seerosen, Riedgraser und Schilfrohr. Eine derartige Vegetation findet man jetzt in der nördlichen gemassigten Zone bei einer mittleren Jahrestemperatur von 8° C. Und sie konnte existiren, wo die Temperatur jetzt — 20° C. betragt.

Von Spitzbergen, zwischen 77 Va⁰ und 79° N. Br., beschrieb Heer 179 Pflanzenarten. Die Flora ist der von Grinnell-Land ahnlich, deutet aber doch auf ein etwas warmeres Klima hin. Da wuchsen auch echte Cypressen (Libocedrus), Weiden und nicht weniger als 7 Arten von Pappeln, auch Eichen, Platanen, Magnolien, Wallnuss-und Ahornbaume, ferner Kornelkirschen, Weissdorn und andere Straucher, und in einem Sumpfe, Riedgraser, Schwertlilien, Calmus und Laichkraut (Potamogeton). Dies ist eine Flora, die mit der jetzigen von Norddeutschland bei einer mittleren Jahrestemperatur von g⁰ C. übereinstimmt. In jenem Teile von Spitzbergen betragt diese jetzt — 8° C.

In einem noch etwas warmeren Klima muss die reiche tertiare Flora Grönlands (hauptsachlich bei dem 70. Breitegrad) gelebt haben. Die mittlere Jahrestemperatur betragt daselbst jetzt — 7° C. Hier wuchsen, neben vielen anderen Arten grosser Waldbaume, auch Mammutbaume (Sequoia), die japanische Gattung Gingko (Salisburia), Kastanien, Magnolien mit immergrünem Laube, Lorbeer und eine Weinrebe.

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Jetzt müssen wir, sagt Heer, 20°—25⁰ südwarts gehen, an die Ufer des Genfersee, nach Californien und Japan, um bei einer Jahrestemperatur von 10Va⁰ C. in Europa, Nordamerika und Asien eine derartige Pflanzenwelt anzutreffen.

Auch westlicher im arktischen amerikanischen Archipel, auf Banks-Land bei 74⁰ N. Br., auf der Prinz-I.atrickinsel, bei 76° N. Br., mehr nach Osten auf der Insel Neusibirien unter 75⁰ und 75Va⁰ N. Br., und an einigen anderen Orten innerhalb des Polarkreises, hat man viele Ueberreste einer reichen Waldvegetation gesammelt, deren Existenz beweist, dass einst in der Nahe des Nordpols und rund um denselben herum ein viel warmeres Klima, als das jetzige geherrscht haben muss, und dass der Unterschied von dem heutigen Zustande daselbst bedeutend grosser war als unter mittleren Breiten. ') Wahrend für die Schweiz eine Temperaturerhö-hung um 7⁰ C. genügt batte, um die Existenz der mittelter-tiaren Flora zu ermöglichen, ist dies für die Polarzone durchaus nicht der Fall. Der Unterschied vom gegenwartigen Zustande war hier so gross, dass wir die Temperatur von Grönland unter 70° N. Br. und die von Spitzbergen unter 78¹/2⁰ N. Br. mindestens um 17⁰ C., und die von Grinnell-Land unter 8i³/4⁰ N. Br. selbst um 28° C. höher veranschla-gen müssen, als die gegenwartige. Bei Betrachtung dieser Zahlen vergesse man nicht, dass Nordamerika im Vergleiche mit Europa heute ein besonders kühles Klima besitzt, und dass, wenn der arktisch amerikanische Archipel jetzt in

') Für Banks-Land und die Prinz-Patrick-Insel ist die Möglichkeit nicht ganz ausgeschlossen, dass die Biiume angespült sind, obwol es den Entdeckern (Mac Clure und Mac Clintock) selbst schien, dass sie an Ort und Stelle gewachsen sein mussten. Letzteres war nach vox Toll sicher der Fall auf Neusibirien, wie aus dem Vorkommen von Braunkohlen und von ganzen Schichten von Blattresten und Fruchtzapfen hervorgeht. (J. Schmalhau3fa. Tertiare Pflanzen der Insel Neusibirien. Mém. de 1'Acad. impér. des Sc. de St. Pétersbourg, T. 37. 1890, No. 5).

IO

demselben Maasse durch warme Meeresströmungen begünstigt würde, wie Spitzbergen und die Küste von Grönland, man für Grinnell-Land mit derselben Temperaturerhöhung für die Tertiarzeit ausreichte, wie für die erwahnten östlicher gelegenen Lander der Polarzone.

Im Ganzen sehen wir überall nach den Polen hin, die Abweichung von den gegenwartigen Temperaturen zunehmen. Nach dem Charakter der mitteltertiaren Pflanzen, die Goep-pert, Heer, Geyler, Crié und von Ettingshausen von Java, Borneo und Sumatra beschrieben haben, und nach dem Charakter der von Martin aus Java beschriebe-nen miocanen Seetiere, können in dieser Zeit in der Nahe des Aequators die Unterschiede der Temperaturen von der gegenwartigen Zeit nur gering gewesen sein. Vielleicht waren sie wahrend der alteren Perioden auf demFestlande ein wenig grosser; wenigstens dürften einige Erscheinungen in der Verbreitung der Organismen (hauptsachlich der Land-organismen) in der silurischen, der ersten Halfte der Stein-kohlenzeit und einigen anderen alteren Perioden dahin zu deuten sein. ^

Sehr wenig wissen wir noch von der früheren Lebewelt in hohen südlichen Breiten. Es müssen j edoch dort, nach dem Charakter der fossilen Pflanzen- und Tierwelt von mittleren

') Nach Heer's spiiteren Untersuchungen (vergl: C. Schröter, Oswald Heer, Lebensbild eines schweizerischen Naturforschers. Zürich 1888, p. 335) waren die Temperaturen in der tertiaren Zeit (Untermiocan und Oligocan von Heer) :

Ober-Italien.........220 C.

Schweiz....... . . . . 20 ' n 0

Niederrheinisches Becken .... 180

Gegend von Danzig......170

Grönland bei 700 N.Br.....120

Spitzbergen bei 780 N.Br. . . _t 90 Grinnell-Land bei circa 820 N.Br.. 8°

Breitegradenzuurteilen, im Ganzen dieselbenk limatischen Ver-haltnisse geherrscht haben, wie auf der nördlichen Halbkugel.')

Dass, trotz der langen Polamacht, früher selbst immer-grüne Baume und Straucher in den arktischen Gegenden gedeihen konnten, sucht Heer durch Vergleichung mit Thatsachen aus der Gegenwart zu erklaren; dass auchjetzt einige Baume und Straucher in der Nahe des 70. Grades N.Br. die lange Polamacht ertragen, dass viele tropische Pflanzen in St. Petersburg in Treibhausern überwintem, wo sie lange Zeit hindurch sehr wenig Licht empfangen, und dass den wintergrünen Alpenstrauchern, wie Legföhren, Alpenrosen und Heidekraut, ebenfalls monatelang durch den Schnee alles Licht entzogen wird. Man kann dem noch hinzufügen, dass die Nacht der Polargegenden, durch die dort sehr intensive Dilmmerung ²) betrachtlich verkürzt wird, dass bei einem niedrigen Einfallswinkel der Sonnen-strahlen ihre Leuchtkraft im Verhaltnisse viel weniger abnimmt als ihr erwarmender Einfluss, und dass, schliesslich, und vielleicht hauptsachlich, der arktische Sommer wol kurz dauert, aber die Menge an Sonnenlicht relativ gross ist, und die Halfte von derjenigen betragt, welche in gleich langer Zeit am Aequator empfangen wird.³) Die Pflanzen können

') Die tertiare Flora von Neu-Süd-Wales und von Neuseeland besass bei-spielsweise denselben klimatischen Charakter, wie die von Europa und war sogar nahe mit ihr verwandt (v. Ettingshausen, Denkschr. K. Akad. Wiss. Wien, Math. Nat. Cl. 1886. Bd. 53, p. 79 und 1887, p. 140).— Aus dem Tertiar der Kerguelen (490 S. Br.) beschrieb L. Crié (Palaeont. Abhandl. von Dames und Kayser, N. F. Bd. 1, Heft 2, 1889) miichü^e naumslamme {Cï/prcïsoxylcn), und, von Punta arenas (53 '/a⁰ S. Br.) an der Magalhaensstrasse, H. Engelhardt eine tertiare Florula von tropischem Charakter (Abhandl. der Senckenberg. naturf. Gesellsch. Frankfurt a. M. 1891).

') Vergl.: J. Hann, Handbuch der Klimatologie. Stuttgart 1883, p. 749 sqq.

') R. Spitaler, Die Lichtvertheilung auf der Erdoberfliiche. Eders Jahrbuch für Photographie, 1888. Ref. in Petermann's Mitteilungen, 1888. Litt Ber.N». 546.

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dadurch einen grossen Vorrat Starke ansammeln, aus dem sie, sobald im Frühling die Temperatur steigt, schöpfen, um ihre Knospen und Blatter rasch zur Entwickelung zu bringen. ')

In der Nahe des Poles ist die Sonnenstrahlimg wahrend eines ïages um die Sommermitte sogar höher, als zu jeder Jahreszeit am Aequator. Der grösste Teil dieser Strahlungs-warme wird aber jetzt zur Schmelzung des Eises und der Schneemassen aufgebraucht, welche sich wahrend der langen Frostzeit gebildet und angehauft haben. ²) Wie ganz anders würde das Pflanzenleben in den Polarregionen gedeihen, wenn hier wahrend des ganzen Jahres warme Meeresströ-mungen die Bildung der machtigen Eismassen verhinderten und auch zur nachtlichen Winterszeit milde Winde wehten!

Klimatische Zonen früherer Perioden.

Eines der wichtigsten Ergebnisse der Untersuchungen Heer'S ist, dass die tertiare arktische Flora um den Pol einen geschlossenen Gürtel bildet, — und im Zusammen-hange damit sei an dieser Stelle daran erinnert, dass bereits der grosse Phytopalaeontologe eine Veranderung der Lage der Erdachse und der geographischen Lage der Pole, als Erklarung der tertiaren Warmeverteilung, mit Bestimmtheit verwarf.

Auch hatte Heer für die Tertiarperiode und die zweite Halfte der Kreidezeit bewiesen, dass damals concentrisch um den jetzigen Pol Klimagürtel bestanden. In den früheren

') Vergl. die Schildenmgen des verhaltnissmassig reichen gegenwartigen Pflanzenwuchses im Innern von Grinnell-Land von A. quot;W. Grefxy. (Three Years of Arctic Service. An Account of the Lady Franklin Bay Expedition of 1881—84 and the Attainment of the Furthest North. London 1886).

^!) Vergl.: J. Hann, Handbuch der Klimatologie, p. 744.

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Zeitaltem, meinte er — und diese Meinung ist noch heute nur allzu verbreitet — hat auf der ganzen Erdoberflache ein einför-miges tropisches Klima geherrscht, dessen Jahrestemperatur jedoch zwischen den Grenzen von2o⁰bis 25⁰ C. geschwankt hatte. Man hat spater die Grundlosigkeit der Annahme einer vollkommen gleichmassigen Warmeverteilungin der vor-tertiaren Zeit erkannt. Ausser unregelmassigen klimatischen Abweichungen in den alteren Perioden hatte man schon lange (F. Römer 1852) in der Kreideformation eine deut-liche nördliche und südliche Facies der Fauna beobachtet, die einer ahnlichen, wenn auch weniger stark ausgepragten Verteilung der Warme in Zonen zwischen dem Aequator und den Polen, wie sie sich heute findet, zugeschrieben werden musste. Neumayr bewies dann auch für die Jura-periode auf ausführliche Weise die Existenz von Zonen. ^ Durch genaueros Studium der Verbreitung der Seetiere gelang es ihm eine tropische Zone zu erkennen, die nach Süden bis zum 20. Grad S.Br. reicht, und nach Norden zu die südlichen Teile von Europa umfasst; eine gemassigte (dem Klima nach eigentlich als subtropisch zu bezeichnende) Zone, die sich westlich von Skandinavien in einem, dem jetzigen Atlantischen Ocean entsprechenden Meeresarm, am weitesten nach Norden erstreckt; und endlich eine boreale (eigentlich warm gemassigte) Zone, der auch der höchste Norden angehört. Wahrend der ganzen Juraperiode, die, nach den Veranderungen der organischen Welt zu urteilen, viel langer gedauert haben muss, als die tertiare, und auch wahrend der Kreidezeit, blieben diese Grenzen, trotz bedeu-tender Veranderungen in der Verteilung von Land und

^l) M. Neumayr, Ueber klimatische Zoneu wahrend der Jura und Kreidezeit. Denkschriften der K. Akademie der quot;VVissensch. zu Wien. Math. Nat. Cl. 1883. Bd. 47, und: Die geographischen Verbreitung der Juraformation, Ibid. 1885. Bd. p. 5;.

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Wasser, im Allgemeinen unverandert, ein Beweis wie wenigquot; Einfluss diese Verteilung auf die allgemeine Warmeverteilung auf der Erdoberfiache hat, wenigstens soweit es die Temperaturen des Meereswassers (und die Seeklimate) betrifft.

Wahrscheinlich haben auch wahrend früherer Perioden ahnliche Zonen bestanden, mit vermutlich noch geringeren gegenseitigen Temperaturunterschieden, und möglicher Weise wird es spater gelingen sie in anderen Weltteilen ebenso u finden, wie für die Jura- und Kreidezeit in Europa. Für die Beurteilung der Klimate der alteren Perioden liegen, wie NeüMAYR mit Recht bemerkt, in Europa die geologi-schen Verhaltnisse zu ungünstig. Es scheint in der That, als ob die Kohlenfiora und die Kohlenkalkfauna des hohen Nordens (durch das seltene Auftreten oder das Eehlen von Sigillarien und durch die Seltenheit von Eusulinen) sich doch ein wenig von den europaischen unterscheiden. Auch auf Grund der beobachteten beinahe vollkommenen Stabilitat wahrend des grössten Teiles der mesozoischen Periode, kann man annehmen, dass die Warmeverteilung wahrscheinlich auch seit Beginn des palaeozoischen Zeitraumes keinerlei bedeutenden Veranderungen unterworfen war. Soviel steht bereits fest, dass wahrend der Kohlenperiode in Europa und Xordamerika eine geringere, als die gegenwartig tropische Temperatur die beobachteten Vorgange am Besten erklaren würde. Doch geht man gewiss zu weit, wenn man in einem neuseelandischen Walde die beste recente Illustration der alten Kohlenvegetation erblickt. Nicht die dort überwie-genden Baumfame und Coniferen, sondern weichstammige Baume deren nahe Verwandten, die jetzigen krautartigen Equisetaceen und Lycopodinen, meist Tropenbewohner sind, müssen als die Haupttypen der Kohlenformation betrachtet werden. Mit etwas mehr Berechtigung könnte man die car-

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bonische Vegetation mit den sumpfigen Waldem von baum-hohen Equiseten bei Caracas in Venezuela vergleichen. Die carbonischen Fame weichen betrachtlich von den heutigen Typen ab, aber die Halfte der Artenzahl war doch verwandt mit der gegenwartigen tropischen Familie der Marattiaceen. Jeder Vergleich dieser alten Flora mit den jetzigen Pflan-zentypen wird jedoch wegen ihrer so entfernten Verwandt-schaft irrig ausfallen müssen; man kann aber von dem all-gemeinen Charakter der carbonischen Flora wol sagen, dass diese alten Cryptogamen mit ihren riesigen, doch saftreichen, wenig Holzfasern besitzenden Stammen, ihrer sparlichen Verzweigung und ihren kurzen, steifen, grasartigen Blattern gut eingerichtet gewesen zu sein scheinen, um heftigen Winden zu widerstehen, aber gewiss nicht, um einen noch so geringen Frost zu ertragen. Ihr Vorkommen in mittleren Breiten und selbst in der Polarzone erscheint mir daherals sicherer Bcweis dafür, dass dort in der palaeozoischen Zeit nicht nur feuchtere, sondem auch betrachtlich warmere und gleichmassigere Klimate geherrscht haben als jetzt. Einen, fast einem Experimente gleichstehenden Beweis für die Rich-tigkeit der Ansicht, dass ein mildes Klima thatsachlichLebens-bedürfniss für die carbonische Flora war, liefern uns die beim Auftreten glazialer Erscheinungen in Südafrika und Australien wahrend der zweiten Halfte der Kohlenperiode, beobachteten Erscheinungen. Wir sehen, dass hier beim Herannahen der Kalte die echte palaeozoische Kohlenflora, die sonst überall gerade zu dieser Zeit ihre höchste Ent-wickelung erreicht, sofort ganz ausstirbt und einer Flora weicht, welche in Europa erst viel spater, in der Triasperiode, erscheint. ^

¹) W. Waagen, Die carbone Eiszeit. Jahrbuch der K. K. Geol. Reichs-anstalt. Wien 1887. Bd. 3quot;, p. 143.—Eine Uebersetzung dieser interessanter! Abhandlung erschien auch in: Records of the Geol. Survey of India. 1888. Vol. 21, p. 89. — Vergl. ferner; O. Feistmantel, Ueber die pflanzen-und

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Ausser in der Verbreitung- der Pflanzen, deren Existenz im Allgemeinen, mehr als die der Tiere, unmittelbar vom Klima abhangt, hat man mit Recht seit jeher in der Verbreitung der Riffkorallen ein wichtiges Moment für die Beurteilung der früheren Klimate erkannt. Korallen sind in der That charakteristisch tropische Organismen. RifFbauende Korallen leben heute ausschiesslich in warmen Meeren, deren Oberflachentemperatur niemals unter zoquot; C. sinkt und wo die jahrliche Temperaturschwankung nicht grosser ist als 7° C. Die ausserste Grenze ihres Vorkommens liegt deshalb jetzt bei den Bermuda-Insein unter 32⁰N. Br., wo die Warme des Golfstromes noch sehr merkbar ist. Dagegen findet man sie nicht bei den Galapagos-Inseln unter dem Aequator, weil diese durch den kühlen Perustrom bespült werden. Man kennt machtige alte Ivorallenriffe aus der silurischen und carbonischen Formation Europa's, Nordamerika's und vieler anderer Gegenden mittlerer und hoher Breiten. Innerhalb des Nordpolarkreises hat man silurische Riffkorallen u. a. auf Nord-Devon und auf der Beechy-Insel gefunden. Jedoch weicht der Typus dieser palaeozoischen Korallen bedeutend ab von dem der jetzt lebenden; man kann deshalb glauben, dass sie sich anderen, als den für die gegenwartigen RifF-bauer gültigen Lebensbedingungen angepasst hatten, obwol es, aus physiologischen Gründen, kaum denkbar ist, dass dieser Unterschied ein sehr grosser gewesen sein kann. ^

kohlenführenden Schichten in Indien, Afrika und Australien, und darin vor-kommende glaziale Erscheinungen. Sitzgsber. Böhm. Gesellschaft d. Wiss. 1887, und: Ueber die geologischen und palaeontologischen Verhaltnisse der im Gondwana-System vorkommenden Arten. Sitzgsber. Böhm. Ges. d. Wiss. 1889, p. 584—654.

Auch: On the Coal and Plant-bearing Beds of Palaeozoic and Mesozoic Age in Eastern Australia and Tasmania; with special Reference to the Fossil Flora. Memoirs Geolog. Survey New South Wales. 1890.

') Die Kalkabsonderung der Organismen hangt namlich in hohem Grade

Reste alter Korallenriffe bestehen in Europa auch in der T riasformation.

Mit grösserer Sicherheit lasst sich die Temperatur der alten Meere beurteilen nach der Verbreitung der Riffkorallen in der Jura- und Tertiarformation, wo diese bereits den heutigen Typus zeigen. Die dem Jura angehörenden erreichen gegen Norden Norddeutschland und die Mitte von England. In der Kreideperiode und in der ersten Halfte der ïertiarzeit liegt ihre Grenze hier nur um ein Geringes südlicher, in anderen Erdteilen hingegen hat sich diese Grenze weiter vom Aequator entfernt; allgemeine, die gesammte Erde betreffende Veranderungen können wir wahrend der Kreideperiode noch nicht wahrnehmen.

Oertlich abweichende klimatische Verhaltnisse.

Nordamerika besass bereits in der Juraperiode ein etwas kühleres Klima als Europa, in der Kreidezeit tritt dies noch deutlicher hervor und wahrend das Eocan in Mitteleuropa einen fast vollkommen tropischen Charakter zeigt, ist die eocane Flora auf dem Kontinente von Nordamerika die eines subtropischen oder massig warmen Klimas. Europa muss wenigstens wahrend der Tertiarzeit im Vergleiche mit anderen Erdgegenden ein abnorm warmes, das Innere Nordamerikas ein abnorm kühles Klima besessen haben; — ein Unterschied der dem der Jetztzeit ganz analog erscheint und der höchst wahrscheinlich auch aus denselben Ursachen zu erklaren ist. Nordamerika bildete bereits sehr früh ein grosses Eestland, aus dem sich zur Zeit des Ueberganges von der Kreide- zur Tertiarperiode die letzten grossen

vod der Temperatur ab. Vergl.: J. Murray und R. Irvine. On Coral Reefs and other Carbonate of Lime Formations in Modern Seas. Proceed. Royal Society of Edinburgh, Vol. 17. 1890, p. 80—82 und p. 90.

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Meeresarme zurückzogen, so dass der kontinentale Charakter sich bereits damals zu seinem gegenwartigen Zustande entwickelte. Es muss deshalb, bei denselben allgemeinen Warmeverhaltnissen der Erde, ein ganz anderes, namlich auch kühleres Klima gehabt haben als Europa. Letzteres bestand ja lange Zeit hindurch aus Insein und Halbinseln mit grossen Binnenseen und breiten Meeresarmen, durch welche mit den vorherrschenden Winden warmes Wasser aus südlichen Gegenden zugeführt werden konnte, was das Klima bis in das Eismeer hinein zu einem sehr milden gestalten musste. Es scheint ferner, dass wahrend langer Zeitraume, und bis in die Tertiarperiode über Russland und Sibirien hin, ausgedehnte Verbindungen der arktischen Meere mit den warmen Meeren Europas und des südwestlichen Asiens bestanden haben. Auch in den arktischen Gegenden von Nordost-Asien und Nord-Amerika müssen aus diesen Ursachen günstigere Verhaltnisse geherrscht haben, als jetzt, und im Centrum von Asien; am Fusse des Altaigebirges vermochte ein echt tertiarer Waldwuchs zu existiren. ¹)

Locale Abweichungen von der allgemeinen Warmever-teilung kommen, ebenso wie gegenwartig, auch in allen früheren Perioden vor, und so viele Geologen haben in ver-schiedenen Gegenden und fast in der ganzen Reihe der Formationen Spuren ein er Einwirkung von Eis zu erkennen gegiaubt, dass man diese wol nicht unbeachtet lassen darf. ²) Diese alteren Eisbildungen unterscheiden sich j edoch von der pleistocanen dadurch, dass sie nicht allgemein, sondem offenbar ohne directen Zusammenhang mit dem Breitegrade in den verschiedensten Erdteilen auftreten, wahrend zu glei-

¹

') Schmalhausen und Maximowicz in: Palaeontographica, Bd. 33, p. 142—216.

²

) Eine Uebersicht der angeblichen vordiluvialen Vereisungen findet man bei: Croll, Climate and Time. London 1875, Chapter 18.

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cher Zeit in anderen, unter allen moglichen Breitegraden gelegenen Gegenden, Organismen gefunden werden, die auf ein warmes Klima hinweisen. Aus der letzten Halfte der Kohlenperiode (nach Einigen der ersten Permzeit) kennt man in Südafrika, Vorderindien und Australien ausgedehnte und machtige Schichten, die weder Sigillarien, Lepidoden-dren, Calamiten, noch andere echte Kohlenpflanzen enthalten, in denen man hingegen eine Flora von Farnen, hauptsachlich von der Gattung Glossopteris mit den verwandten Ganga-moptcris und Nöggerathïopsis, ferner Equisetaceen nebst einigen Coniferen und Cycadeen gefunden hat. Diese Vegetation schliesst sich, wie bereits oben gesagt wurde, ganz deijenigen an, welche spater, in der Triasperiode, in Europa auftritt, aber durchaus nicht der echten carbonischen Flora. Zugleich mit dieser neuen Flora erscheinen in Südafrika, Indien und Australien Ablagerungen, die alle Merkmale an sich tragen, dass sie unter dem Einflusse des Eises gebildet wurden. ') Gleichzeitig besteht in Europa, Asien und Nord-amerika und selbst bis in die Nahe des Nordpols die üppig'e Steinkohlenvegetation und bleibt die carbonische Fauna des Meeres unafficirt. In einer allgemeinen, über die ganze Erde

!) Vergl.; quot;W. quot;Waagen, Die carbone Eiszeit, 1. c.; O. Feistmantel, Ueber die pflanzen- und kohlenführenden Schichten in Indien, Afrika und Australien, 1. c., u. s. w.

Neueren Berichten zufolge hat man auch in Brasilien Spuren einer carbonischen Vereisung entdeckt (The Carboniferous Glacial Period, Further Note by Dr. W. Waagen on a letter from Mr. A. Derby. Records of the Geol. Survey of India, Vol. 22. 1889, p. 69). Grosse in feinem Thone vorkommende Granit- und Gneissblöcke müssen übrigens nicht gerade durch Eis dahingebracht worden sein. Solange maquot; keine deutlich abgeschhfïenen Felsen und gekritzten Steine gefunden hat, gebietet die Vorsicht, die Existenz einer Vereisung in der carbonischen Formation von Brasilien, (die übrigens auch machtige Kohlen-schichten enthalt) als mindestens sehr problematisch zu bezeichnen. Ueber pseu-doglaciale Erscheinungen vgl.: Penck in; Ausland 1884, p. 641 sqq.

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hin wirkenden Ursache kann man die Erklarung dieser auf-fallenden Erscheinung demnach nicht suchen. Auch hier hat man an eine Verschiebung der Erdachse und der Pole gedacht. ^ Untersucht man jedoch genauer, welchen Einfluss eine solche Verschiebung hatte, so wird es deutlich, dass man zwar dem einen Pole eine derartige geographische Lage geben kann, dass das gleichzeitige Vorkommen von Eis und einer fast tropischen Vegetation an verschiedenen Teilen der Erde, wo jetzt gerade entgegengesetzte Verhalt-nisse bestehen, wenigstens etwas weniger unbegreiflich wird — man versetzt aber damit den anderen Pol mitten in eine echte Kohlenflora. Auch ist der Abstand der vereisten Gegenden vom hypothetischen Südpole so gross, dass die ganze Erde viel kühler batte sein müssen, was gewiss nicht der Fall war. Es ist wol ganz unmöglich hierbei allgemeine Ursachen zu Hülfe zu rufen, und man sieht sich gezwungen, auch diese weit verbreitete klimatische Abweichung durch locale Einflüsse zu erklaren. Es ist bewiesen, dass das Vorkommen von Eis in der Form von Gletschern in viel höherem Grade abhangt von der Feuchtigkeit des Klimas, als von dessen niedrigerer Temperatur. Auf dem feuchten Xeuseeland reichen Gletscher bei einer mittleren Jahrestem-peratur van io⁰ C. (einem Klima, ebenso warm wie das von Wien und warmer als dasvonGenf) inmitten dichter Walder mit Baumfarnen, Palmen und Fuchsien, bis zu 213M. über dem Meere herab, wahrend in den trockenen Berggegenden Ostsibiriens, bei einer mittleren Jahrestemperatur von— 15⁰ bis — 18⁰ C., weder ewiger Schnee, noch Gletscher gefun-den werden.

An der Südseite des Himalaya liegen ewiger Schnee und Gletscher (bei 0.5⁰ C. Jahrestemperatur) mehr als 700 M.

') H. B. Medlicott and quot;VV. T. Bi,an ford, Manual of the Geology ot India. Part. I. Calcutta 1879, p. xxxvu.

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niedriger als auf der Nordseite (bei — 2,8° C. in der Fim-linie). In den Tropen ist die Jahrestemperatur an der Grenze des ewigen Schnees igt;5⁰ C., in den Schweizer Alpen ungefahr — 3° C. Man hat auch beobachtet, dass in den Alpen die Perioden des Vorstosses der Gletscher mit warmen, die des Rückzuges mit kalten Jahren zusammenfallen können; hingegen nehmen die Gletscher zu, wenn einige Jahre hindurch feuchte Westwinde vorgeherrscht haben, und gehen umgekehrt wieder zurück, sobald Ost- und Nordwinde über-wiegen. ^ Aus diesen und anderen Thatsachen hat man mit Recht geschlossen, dass das wichtigste Moment bei der Gletscherbildung die Menge des in der Firnregion gefallenen Schnees ist. Wenn in den früheren Perioden, und bis in die tertiare Zeit, die Warme, ohne Beeintrachtigung der Aequa-torialgegenden, thatsachlich viel gleichmassiger als jetzt über die Erde verteilt war, so muss, da tellurische Einflüsse ganzlich ausser Stande sind, selbststandig die Temperatur der ganzen Erde betrachtlich zu andem, die durch die Erde empfangene Warmemenge damals grosser gewesen sein. Demzufolge muss die Luft absolut mehr Wasserdampf enthalten haben, und es werden sich da, wo bedeutende Bodenerhebungen bestanden, Schnee und Eis leichter als jetzt zu Gletschern haben anhaufen können. Die untere Grenze des ewigen Schnees kann dann in Gegenden, deren Temperatur der der heutigen Tropen gleichkam, niedriger gewesen sein als die jetzige von ungefahr 5000 M., wahrend die obere höher liegen musste. Bei reichlicher Zufuhr von Schnee hatten sich demnach in Berggegenden Gletscher bilden und unter besonders günstigen Umstanden bis zum Meere herabreichen können. Und wie sich fast auf der

') C. Lang, Der sekulare Verlauf der Witterung als Ursache der Gletscher-schwankungen in den Alpen. Zeitschr. der Oesterr. Gesellschaft für Meteorologie 1885, Bd. 20, p. 443.

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ganzen nördlichen Halbkugel in einem weit ausgedehnten, durch zahlreiche, tief einschneidende Meeresarme zu einem grossen, sumpfigen Archipel gestalteten Tiefplateau, machtige Kohlenlager entwickeln konnten, mit denen bloss die von Westasien bis nach Australien sich erstreckenden Ablage-rungen von Jurakohlen zu vergleichen waren — ebenso scheint es, als ob wahrend der Kohlenzeit ein grosser gebirgiger Kontinent („Gondwanalandquot; von Suess), langs des Aequators und südlich davon, an dazu geeigneten Punkten, eine aus-gedehnte Anhaufung von Eis begünstigt hatte. Grosse Gleichmassigkeit der orographischen Verhaltnisse über weite kontinentale Erdschollen hin scheint für die Kohlenperiode charakteristisch gewesen zu sein. Es ist nun möglich und wahrscheinlich, dass auf einem solchen Kontinente, bei zunehmender Erhebung, unter den veranderten Lebensbe-dingungen sich eine neue Flora entwickelte, die in Europa erst viel spater, bei Beginn der mesozoischen Periode, in einer bedeuten deren Erhebung des Bodens (man glaubt schon in der Permformation von Europa Spuren von Verei-sung gefunden zu haben) Verhaltnisse vorfinden konnte, denen sie mehr angemessen war als die palaeozoische Flora, welche darum in dem Kampfe ums Dasein untergehen musste. Von diesen hohen Acclimatisationspunkten aus konnte die neue Flora, indem sie sich höheren Temperaturen anpasste, sich allmahlich in das Tiefland verbreiten.

Auch weisen viele Eigentümlichkeiten der Verbreitung der Organismen in anderen Perioden darauf hin, dass in der Temperatur von nicht weit von einander entfernten Gegen-den Unterschiede bestanden haben, welche, da ein Einfluss der geographischen Breite hierbei nicht wahrzunehmen ist, ahnlichen localen Einflüssen zugeschrieben werden müssen, wie sie noch gegenwartig in der Verteilung von Land und Wasser, in der Bodenerhebung, der Windrichtung und in

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der Nahe kalter oder warmer Meeresströmungen gegeben sind. Insofem wir jedoch im Stande waren, allgemeine Gesetze in der Warmeverteilung zu entdecken, mit Sicher-heit also seit der Juraperiode, wissen wir, dass sie nach dera gegenwartigen Plane geordnet war, namlich in concentrisch um die Pole gelegenen Zonen, die von den jetzigen lediglich durch ihre Grenzen und die Temperaturunterschiede unter-einander abwichen. .

Die Hypothese von der tertiaren Polverschiebung unnötig und ungenügend zur Erklarung der Vorgange.

Von der tertiaren arktischen Flora wusste Heer bereits, dass sie um den Pol einen so geschlossenen Ring bildete, das diescr daraus nirgends entkommen konnte. Auch hier bringt die Annahme einer Polverschiebung zur Erklarung des palaeothermalen Phanomens keinerlei Vorteil. ¹)

Da jedoch auch keine andere der aufgestellten Hypothesen befriedigt, hat man in der jüngsten Zeit, ebenso wie der Ertrin-kende nach dem Strohhalme greift, die fast vergessene Polverschiebung doch wieder zu Hülfe gerufen. Ermutigt durch die neuen Beweise, welche von astronomischer Seite für das

') Von den früheren Versuchen, um bei Mangel an etwas Besserem, die Erklarung der warmen arktischen Klimate in sacularen Veriinderangen der Lage der Erdachse zu suchen, giebt F. von Czerny (Die Veranderlichkeit des Klimas und ihre Ursachen. Wien. Pest. Leipzig 1881, p. 86 sqq.) eine Uebersicht. S. Haughton hat bereits im Jahre 1878 (Nature, Vol. 18, p. 266 sqq.) auf geologische Gründe gestützt, die Unmöglichkeit dieser Erklarung gezeigt. Was die mechanische Seite der Frage betrifft, so steht jetzt fest, dass be triich t lich e Verschiebungen der Pole durch geologische Prozesse nur dann verursacht werden können, wenn die Starrheit der Erde keine sehr bedeutende ist. (G. V. S chiaparelli, De la rotation de la Terre sous 1'influence des actions géologiques. Mémoire présenté a l'Observatoire de Poulkova a 1'occasion de sa fête sémiséculaire. St. Pétersbourg 1889).

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thatsachliche Vorkommen kleiner Veranderungen in der Lage der Erdachse geliefert wurden, meinten Neumayr und Nathorst im Stande zu sein, durch die Annahme grösserer derartiger Veranderungen die warmen Klimate der Polarregion wenigstens teilweise erklaren zu können. ^ Abge-sehen davon, dass es bezweifelt werden muss, ob man das Recht habe, auf Grund von bewiesenen Verschiebungen von Teilen einer Secunde, deren Verlauf man einstweilen noch nicht zu beurteilen vermag, Verschiebungen von zehn und mehr Graden anzunehmen, so sind auch die Ergebnisse der Palaeontologie mit einer derartigen Verschiebung nicht gut in Einklang zu bringen. Neumayr sieht sich zu seiner Annahme genötigt vor Allem durch die üppige tertiare Vegetation von Grinnell-Land und durch die Thatsache, dass die tertiaren Pflanzen von Alaska bei 6o⁰ N. Br., kaum mehr vom Charakter einer südlichen Flora an sich tragen, als die tertiaren Pflanzen von Spitzbergen bei 78° N. Br., und endlich dadurch, dass auch ausserhalb der Polarkreise die Verbreitung der Organismen auf eine derartige Verschiebung hinzuweisen scheint. Thatsachlich gehort die tertiare Flora des Inneren von Nordamerika einem subtropischen oder massig warmen Klima an, und die von Nathorst beschriebe-nen spattertiaren Pflanzen von Mogi auf der japanischen Insel Kiushiu weisen auf ein Klima hin, das etwas kühler war als das jetzige; auch konnte die Untersuchung der tertiaren Seetiere von der chilenischen Küste (bei 35⁰ S. Br.) weder Darwin, noch Philippi davon überzeugen.

') M. Neumayr, Erdgescliichte. Bd. II. p. 512 sqq. und; Die klimatischen Verhaltnisse der Vorzeit 1. c.

A. G. Nathorst, Zur fossilcn Flora Japans. Palaeont. Abhandlungen her-ausgegeben von Dames und Kayser, Bd. IV. 1888.

dass das Meenvasser damals eine höhere als die gegenwartige, relativ kühle Temperatur besass. ^v)

Es muss auffallen, dass alle diese Gegenden auch j e t z t ein verhaltnissmassig kühles Klima besitzen. Da in der Tertiarzeit die Kontinente (mit Ausnahme von Europa) wenigstens in den besprochenen Gegenden von Nordamerika, Südamerika und Ostasien im Ganzen bereits die heutigen Grenzen batten, so liegt es wol naber die Ursache der tertiaren Abweichungen vom allgemeinen Plane der Warme-verteilung in noch gegenwartig berrscbenden Einflüssen, als in problematischen, bedeutenden Veranderungen der Lage der Erdachse zu sucben. Das Klima des tertiaren Nordamerika, eines grossen, dem directen Einflusse warmer Meeresströmungen entzogenen Kontinents, passte gewiss nicht so für eine subtropische Vegetation, wie das insulare durch Seeströmungen erwarmte Klima Europas, und der Unterschied zwischen den Klimaten dieser beiden Weltteile muss damals noch grosser gewesen sein als heute. In der Pliocanzeit, wahrend welcher die allgemeine Warmever-teilung nur wenig mehr von der jetzigen abwicb, mag Japan sehr wol dadurch etwas kühler gewesen sein, dass es durch Verbindung der Insein mit dem Festlande ein weniger insulares Klima hatte und dann auch die kalte Oja-Shioströmung an der Ostküste kraftiger wirken konnte, wahrend der Einfluss jenes Zweiges des warmen Kuro-Shiostromes, der die beutige Westküste bespült, ausfiel. ¹)

¹

Ch. Darwin, Geological Observations on the volcanic Islands and Parts of South America visited during the voyage of H. M. S. „Beagle.quot; Third Edition. London 1891, p. 413. Darwin's „Observations on Parts of South Americaquot; erschienen zuerst im Jahre 1846.

') Ueber diese Einfliisse auf das gegenwartige Klima von Japan siehe: A. WOF'TOF, Bemerkungen ilber die Temperatur der ostasiatischen Inselreihe

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Die Westküste von Südamerika verdankt ihr verhaltniss-massig kühles Klima jetzt dem Einflusse des kalten Perustromes. Wie im zweiten Abschnitte ausgeführt werden wird, waren in der Tertiarzeit die Hauptbedingungen zu einer grösseren Intensitat aller Meeresströmungen und demnach auch dieses Stromes gegeben, und diese vcrmehrte Intensitat konnte seinen warnieren Ursprung compensiren, so dass das Heerwasser, welches die tertiare Küste von Chile^bespülte, nicht warmer war als das gegenwartige (14Va⁰ C.). ') Auch das kühlere tertiare Klima von Alaska ist durch dieselben Ursachen zu erklaren, die es auch jetzt noch zu einem relativkühlenmachen, namlich durch das Vorherrschen von Landwinden. quot;')

Eine Verschiebung des Pols würde uns übrigens die tertiaren arktischen Erscheinungen nicht verstandlicher ma-chen. Neumayr denkt sich den Pol im Meridian von Ferro um 10—20⁰ gegen das nordöstliche Asien hin verschoben. Man lasse nun den Pol sich um io⁰ in der angegebenen Richtung verschieben — dann werden wirklich Grinnell-Land, Grönland und Spitzbergen in günstigere Verhaltnisse gebracht, j edoch kamen nun die tertiaren Walder von Neu-Sibirien noch naher an den Pol als jetzt Grinnell-Land liegt; eine grössere Verschiebung ergiebt noch unmöglichere

Sachalin, Jesso und Nippon. Zeitschr. f. Meteorologie, Bd. 20. 1885, p. 1—3, und: Die Klimate der Erde. Jena 1887, Bd. 2. p. 365 sqq.

') .Nach E. Suess (Das Antlitz der Erde. Bd. 2. Wien, Prag, Leipzig 1888, p. 661) ist es auch noch fraglich, ob der für die betreffende marine Ablage-rungen in Chile angewendete Ausdruck tertiar wirklich dem europaischen gleich-wertig ist. H. Engelhardt (Abhandl. der Naturf. Gesellsch. Isis. Dresden 1890, p. 3, und: Abhandl. der Senckenberg. naturf. Gesellsch. Frankfurt a M. 1891) beschrieb chilenische Tertiarpflanzen — auch von Punta arenas an der Magalhaes-Strasse — welche Charaktere eines feucht-tropischen Klimas aufweisen.

^s) W. H. Dall, Alaska Meteorology. Coast Pilot of Alaska. App. I. Washington 1879. — Vergl. auch Hann's Isobarenkarte No. 6 der Abth. Meteorologie in: Berghaus' Physikal. Atlas. Gotha 1887.

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Resultate, wahrend eine um vieles geringere keinen merk-lichen Einfluss haben kann. Auch die durch Nathorst ausgesprochene Vermutung, dass der tertiare Nordpol im 120. Meridian Ö. L. von Greenwich 20° weiter nach Asien hin gelegen war, wird durch die Entdeckungen auf Neu-Sibirien widerlegt. ^ Neumayr selbst muss zugeben, dass, welche Lage der Pol innerhalb des Kreises der tertiaren arktischen Flora auch einnehmen möge, die Gegenden, wo üppige tertiare Walder bestanden, diesem immer noch viel naher liegen als die jetzige nördlichste Grenze eines ver-krüppelten Baumwuchses, und dass in jedem Falie die fos-sile Flora von Europa viel weiter abweicht in derRichtung eines warmeren, als die von Japan in der eines kühleren Klimas als das heutige.

Möge nun auch von astronomischer und physikalischer Seite der Annahme einer bedeutenden Verschiebung der Pole kein Hinderniss in den Weg gelegt werden — die Erscheinungen der arktischen Vegetation der Tertiarzeit liefem dennoch genügende Beweise gegen eine solche Annahme. Diese Abweichungen der Erdachse unc' der Pole können, wenn sie überhaupt vorgekommen sind, nicht von Bedeutung gewesen sein, denn die klimatische Verbreitung der Organismen in denjenigen Perioden, die unserer Unter-suchung zuganglich sind, entspricht Zonen, welche die jetzigen Pole concentrisch umgeben. ²)

') Vgl.: E. von Toll in: J. Schmalhausen, Tertiare Pflanzen der Insel Neu-Sibirien, 1. c. p. 7—9.

') Neumayr selbst nennt es „eine Thatsache von grosser Wichtigkeit,quot; dass nach seinen Untersuchungen die Grenzen der homoiozoischen Gürtel in der Jurazeit dem jetzigen Aequator der Erde annlihernd parallel verlaufen, so dass „Aequator und Pole ihre Lage seit der jurassischen Zeit nicht betrachtlich

geandert haben konnenquot;........,die Resultate, welche hier erzie'.t worden

sind, sprechen entschieden gegen die Annahme, dass seit der Jurazeit Ver-schiebungen in dieser Richtung stattgefunden haben, gross genug, um betracht-

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Wir dürfen deshalb annehmen, dass von der Zeit der palaozoischen Organismen her bis zum Ends der Tertiar-periode unter den höheren Breiten der nördlichen, sowol wie der südlichen Halbkugel — von temporaren, localen Ab-weichungen abgesehen — warmere Klimate geherrscht haben, und dass nach den Polen hin der Unterschied vom jetzigen Zustande grosser wurde. Soweit unsere Kenntnisse reichen, sind die Gegenden um den Aequator jedenfalls nur wenig beeinflusst worden und waren (abgesehen von zeit-lichen örtlichen Abweichungen vom allgemeinen Plane) bis zum Ende der Tertiarzeit niemals kalter, eher vielleicht etwas warmer als gegenwartig.

Allmahliche tertiare Abkühlung der Klimate und pleistocane Eiszeiten.

Im Verlaufe der verhaltnissmassig kurzen Tertiarperiode ging allmahlich eine allgemeine Abkühlung vor sich. Sie fing, offenbar wegen günstigerer Verhaltnisse in der Ver-teilung von Land und Meer, in Europa etwas spater an, nahm dann aber einen schnelleren Verlauf, alsbeispielsweise in Nordamerika. Da jedoch in letzterem Erdteil die oben erwahn-ten localen Verhaltnisse seit dem Beginne der Tertiarperiode relativ geringfügigen Veranderungen unterworfen sind, muss man annehmen, dass hier die allgemeine Ursache der Abkühlung am Unverfalschtesten zur Geltung gekommen ist — und dass, wie man eben hier wahrnimmt, mit dem Ende der Kreidezeit auch wirklich die allgemeine Abkühlung begann, die bis zum Ende der Tertiarzeit fortdauerte. Die wahrend dieser ganzen Periode stattfindende allmahliche Abnahme der Warme und stetige Annaherung an die heuti-

liche Veranderungen in der Lage der zoogeographischen Zonen hervorzubringenquot;. (Ueber klimatische Zonen wahrend der Jura- und Kreidezeit, 1. c., P. 307).

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gen klimatischen Verhaltnisse finden ihren unzvveideutigen Ausdruck in der Veranderung der Organismenwelt, nament-lich deren Verbreitung. — Das sind wol allgemein erkannte Thatsachen.

Durch die Annahme einer erst wahrend der Tertiarzeit auf der grosseren Halfte der Erdoberflache vor sich gehen-den betrachtlichen Abkühlung des. bis dahin von einem homogenen nicht sehr verschiedenen Erdenklimas, wird auch ein sonst ganz dunkier Hauptzug in der palaontologischen Geschichte der Wirbeltiere begreiflich. Erst mit dem Ende des mesozoischen Zeitalters sehen wir namlich, die keine merkliche Eigenwarme besitzenden und durch ihre Schuppen und Schilder schlecht gegen Temperaturwechsel geschützten Reptilien, die Herrscher jenes langen Zeitalters, rasch den bereits sehr früh in vereinzelten kleinen und niedrigen Formen aufgetretenen, aber erst in der Tertiarperiode, dann aber bald, zu hoher Blüte gelangenden Klassen der Saugetiere und Vogel weichen. Denn diese besitzen in ihrem warmen Blute und ihrer Körperbekleidung, sowie darin, dass die Entwickelung der Eier nicht wie bei jenen, der Aussen-warme wie zu ihrer ganzen Lebensthatigkeit, so bedürftigen Kaltblütem, unmittelbar von der Temperatur des Klimas abhangig ist, unzweifelhafte Anpassungen an ein kalteres und schwankenderes Klima, welche ihnen da leicht zur Herr-schaft in der Tierwelt verhelfen mussten. — Der zur Unter-haltung der höheren und constanten Körpertemperatur der homöothermen Tiere notwendige lebhaftere StofFwechsel war die unmittelbare Veranlassung zur Vervollkommnung der Organe des Blutumlaufes und der Atmung, sowie derjenigen Organe, welche eine schnellere und gründlichere Ausnutzung derNahrung vermitteln. ^ In letzterer Beziehung sehen wir das,

') Vgl.: R. Baume, Versuch einer Entwickelungsgeschichte des Gebisses. Leipzig 1882, p. 284. — Süugetiere haben durchschnittlich einen ungefahr

3°

sich wahrend der ganzen mesozoischen Periode nicht über den schon in der Trias ausgebildeten Multitubercular-Typus erhebende Gebiss der Saugetiere, seit Beginn der Tertiarzeit — ausgehend von dem primitiven mesozoischen Tritubercular-Typus — sich in rascher Folge vervollkommnen. — Der constant lebhaftere StofFwechsel ermöglichte auchdie regelmassige Erzeugung grösserer ausserer Arbeitsmengen und erleichterte den Auf bau des Körpers, wann und wo in sich der Organismus derer bedurfte. So konnten, in Folge des ursprünglichen Bedürfnisses einer starkeren Warmeproduction, die Saugetiere und Vögel zu höheren Leistungen gelangen und vollkomm-nere Formen erhalten als sie für die poikilothermen Reptilien zu erreichen waren, und lasst sich sogar die hohe Entwik-kelung des Gehirns in der Klasse der Saugetiere auf jene, wahrend der kanozoischen Zeit vor sich gehende Abnahme der Aussenwarme zurückführen. ')

Das pliocane Klima war nur noch unbedeutend warmer als das gegenwartige, und bei Beginn der Pleistocanzeit war der klimatische Zustand der Erde dem heutigen gleich Dann erfolgte auf der ganzen Erde eine allgemeine Abküh-lung auf eine Temperatur, die niedriger war als die jetzige; in Folge dessen kam es zu einer allgemeinen Depression der Schneegrenze, wodurch aus Skandinavien, Finnland und den russischen Ostseeprovinzen sich gewaltige Gletscher über einen grossen Teil Europas bis nach England, Holland, Mitteldeutschland und weit ins südliche Russland hinein

zehnmal intensiveren Stoffverbrauch als Reptilien und Amphibien bei 20° Lufttemperatur. Bei 1⁰ Lufttemperatur ist er bei den Kaltblütern nahezu Null und erst bei 36° gleich dem der homöothermen Tiere. (Vgl.: L. Hermann, Lehrbuch der Physiologic. 9. Auflage. Berlin 1889, p. 215 und 212).

¹) Lartet und Marsh haben bekanntlich, eine wahrend der Tertiarperiode allmahlich fortschreitende Entwickelung des Saugetiergehirns thatsachlich gefunden.

3i

herabsenkten. Ein derartiger kontinentaler Eismantel bedeckte Nordamerika bis zum 39. Breitegrade (unter dem in Europa Lissabon liegt). Gross-Britannien, die Alpen, die übrigen hohen Gebirge von Mitteleuropa, die Pyrenaen und die Apenninen, der Kaukasus, der Atlas in Nordafrika und (in geringerem Grade) selbst die hohen Berge im trockenen Norden von Asien, auch der Himalaya, das Karakorum-und das Tian-Schangebirge, sowie auf der südlichen Halbkugel Patagonien, die Andes von Chile, veilleicht auch die höheren Gebirge von Südafrika, dann die australischen Alpen und vor Allem auch Neuseeland; fern er die Kerguelen, die Süd-Orkney und die Falkland-Inseln hatten ihre eigenen riesigen Gletschersysteme, die teilweise Ausbreitungen der gegenwartigen Gletscher waren, sich aber auch auf höheren Bergen fanden, die jetzt kein Eis tragen. Alle diese Gegen-den finden wir noch mit vom Eise transportirtem Gesteins-materiale bedeckt. Auch in grösserer Nahe des Aequators hat man Spuren von pleistocanen Gletschem in der Sierra nevada de Santa Marta (bei 11⁰ N. Br.) und den Andes von Cocui (4^2—7 Va⁰ N. Br.) in Columbia und in der Sierra nevada de Merida (bei 8° N. Br.) in Venezuela gefunden. ^ Dieses Vorkommen von pleistocanen, glacialen Erschei-nungen in der Nahe des Aequators ist einer der besten Beweise dafür, dass die Vereisung auf der nördlichen und südlichen Halbkugel gleichzeitig auftrat, sodass an ihrem allgemeinen Charakter nicht mehr gezweifelt werden darf. ¹)

¹

^a) Ueber diese Allgemeinheit und Gleichzeitigkeit des glacialen Phiinomens

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Mit der allgemeinen Depression der Schneegrenze geht eine überall constatirte Ausbreitung der abflusslosen Seen gepaart. ^l)

lm Zusammenhange mit der Beobachtung, dass die Feuch-tigkeit des Klimas für die Gletscherbildung von noch grösserer Bedeutung ist, als die Kalte, hat man auch behauptet, dass in der Eiszeit die Temperatur nicht nur nicht niedriger, sondern sogar höher gewesen sein kann als jetzt. ²) Abgesehen davon, dass die Meteorologie gegen diese Auffassung wichtige Gründe ins Feld führt, ³) so sind damit auch die palaontologischen Thatsachen der Eiszeit durchaus nicht in Uebereinstimmung. Nicht nur die Schneegrenze, sondern auch die Baumgrenze, die wol allein durch die Temperatur bedingt ist, war herabgedrückt. Die ganze Flora

siehe u. a.: A. Penck, La période glaciaire dans les Pyrénées. Buil. Soc. d'hist. nat. Toulouse 1885, Vol. 19, p. 107. Vgl. auch dessen übersicht-lichtliche Darstellung des ganzen Glacialphiinomens nach dem jetzigen Stande unserer Kenntnisse in: Himmel uad Erde. 4. Jahrgang 1891, Die grosse Eiszeit, p. 1 und quot;4.

Ausser den im Texte erwahnten, hat man noch die folgenden pleistocanen Vergletscherungen in den Tropen gefunden, welche ich der Wichtigkeit der Sache wegen hier anführe: in den Andes von Ecuador (El Altar) nahe dem Aequator; im Ilimani und den Andes von Bolivia zwischen 150 und 18 'ja 0 S. Br.; im Anahuac von Mexico bis zu 17⁰ N. Br. und in den Namulibergen von Ostafrika bei 160 S. Br. Die von Agassiz und Hartt behauptete Ver-gletsclierung der Sierra do Mar in Brasilien ist nach J. C. Branner (A. R. Wallace, Darwinism. London. 1890, p. 370. — Vgl. auch; Brückner, Klimaschwankungen, p. 291) entschieden problematisch. — Vgl. mehrere Arbeiten Pen ck's, besonders auch den neueren Aufsatz in: Himmel und Erde, und Karte 5 der Abth. Geologie in der neuen Auflage von Berghaus' Physikalischer Atlas.

¹) E. Brückner, Klimaschwankungen seit 1700, nebst Bermerkungen über die Klimaschwankungen der Diluvialzeit. Wien 1890, Cap. 10.

²) J. D. Whitney, The Climatic Changes of later Geological Times. Mem. of the Museum of Compar. Zoology at Harvard College, Cambridge 1882.

') A. Woeikof, Die Klimate der Erde, Bd. i, p. 102 sqq.

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und Fauna der vergletscherten Gegenden entspricht der eines kühlen Klimas ^ und istgamichtzuvergleichenmitderüppigen Lebewelt in Patagonien oder Neuseeland, wo, begünstigt durch das relativ warme, vor Allem aber gleichmassige und feuchte Klima, eine subtropische Vegetation bis zwischen die Gletscher hinein existiren kann. Man hat berechnet wie gross annaherungsweise in der Höhe der bekannten eis-zeitlichen Fimgrenze der Betrag der Abschmelzung unter der Voraussetzung der heutigen Warmeverteilung ist und dafür das drei- bis vierfache der Abschmelzung an der heutigen Schneegrenze gefunden. Es müsste also wahrend der Eiszeit drei- bis viermal so viel Niederschlag gegeben haben als jetzt — was wol eine Unmöglichkeit ist. ¹) Die altere Vorstellung, dass damals über Europa arktische Kalte herrschte, hat man langst aufgegeben, jedoch spricht Alles dafür, dass die ïemperatur doch um einige Grade niedriger gewesen sein muss, als die gegenwartige. ²) Aus dc-m Charakter der Flora und Fauna und aus der Verbreitung des Eises kann man ableiten, dass der Unterschied vom jetzigen Zustande unter mittleren Breiten weniger als 5⁰C. betragen haben muss. Penck gelang es, für eine Reihe von Gebirgen die pleistocane Schneegrenze anniiherungs-

3

¹

^!) Pence, Die grosse Eiszeit, 1. c. p. 13.

²

) Zu dieser Erkenntniss kam man vor Allem durch die klimatischen Untersu-chungen von A. AVoeikof, Ueber die klimatischen Verhiiltnissc der Eiszeiten sonst und jetzt. Verhandl. der Gesellsch. f. Erdkunde. Berlin 1880. Bd. p. 151 sqq.

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weise zu bestimmcn; sie lag ungefahr 1000 M. (zwischen 500 und 1300 M.) tiefer als die gegenwartige, was einer allgemeinen Herabsetzung der Temperatur der Erde um 5⁰ C. entspricht Penck hat aber auch berechnet, dass wahrend der Eiszeit dem Ozean eine so bedcutende Wassermengc entzogen war, dass dadurch das mittlere Meeresniveau um rund 100 M. gesenktwar. „Eine allgemeine Temperaturerniedrigung von 4.5⁰ C., und, war das Klima zugleich feuchter als heute, von noch weniger, genügt die gesammte Eiszeit zu erklaren.quot; ¹)

Die Fauna der Nordsee besass einen arktischen Charakter. Torell fand, dass die Seemollusken und Seesaugetiere in den sogenannten Yoldienthonen des Kattegat und der Nordsee auf Temperaturen hinweisen, wie sie jetzt im Karischen Meere vorkommen ²); die Temperatur des Heerwassers in jenem Teile von Europa scheint also zur Zeit der grössten Kalte um 5 — io⁰ C. niedriger gewesen zu sein als die gegenwartige, was wol natürlich ist, da die gewaltigen Massen des nordischen Inlandeises in dasselbe ausgingen. Aber im Mittelmeere lebten auch viele Eormen, die man jetzt in der Nordsee findet. Nach den Organismen zu urteilen, muss, wenigstens im Bereiche des Seeklimas, gegen den Aequator bin der Temperaturunterschied geringer gewesen sein.

Diese auf der ganzen Erde herrschende Kalte hielt j edoch nicht bis zum Beginne unserer Zeit an. In Europa und Nordamerika, wo die glacialen Erscheinungen amLangsten bekannt und am Genauesten untersucbt sind, hat man an

¹

') Penck, Die grosse Eiszeit, I.e., p. 77—79.

²

) O. Tokell in der Zeitschrift der Deutschen Geol. Ges. 1888. Bd. 40, p. 250 sqq.

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vielen Stellen inmitten glacialer Bildungen eine Schicht g-efunden, die keine Spur von Eiswirkung zeigt und Reste von Pflanzen und Tieren enthalt, welche auf ein Klima hinweisen, das nicht kühler war als das gegenwartige. Diese interglacialen Bildungen beweisen, dass die Kalte durch eine Periode unterbrochen wurde, wahrend welcher die zu Beginn der Diluvialzeit herrschende Temperatur wiederkehrte, wodurch das Eis abschmolz und eine Flora und Fauna existiren konnte, ahnlich derjenigen der Pra- und Postglacial-(gegenwartigen) Zeit, und die nur in der Akme der Periode auf grössere Trockenheit hinweist (Steppenperioden). ') In Europa hat man auch schon eine zweite (früheste) kürzere und weniger deutlich ausgesprochene Interglacialzeit nach-gewiesen, die jedoch viel langer gedauert haben muss als die Postglacialzeit, in der wir leben. ²) Die geringere Dauer der letztgenannten geht sowol aus der relativen Dicke der Schichten des interglacialen und postglacialen „ Venvitterungslehmes quot;, als auch aus der der interlakustren und postlakustren Abla-gerungen in den von Russell und Gilbert durchforschten nordamerikanischen Seebecken der Diluvialzeit hervor. Auch war die vorletzte Glacialzeit langer als die letzte und die ülteste war die kürzeste.

') Vgl. über Lössbildung: F. von Richthofen, China. Bd. 2, p. 348 sqq. und: Ueber die Bildung des Löss. Verhand!, der K. IC. Geol. Reichsanstalt in quot;Wien l8quot;8, p. 289—296; ferner: mehrere Arbeiten A. Nehring's über diluviale Steppenfaunen, besonders seine neuere umfassende: Ueber Tundren und Steppen der Jetzt- und Vorzeit. Berlin 1890.

^a) A. Penck, Zur Vergletscherung der deutschen Alpen. Leopoldina. Bd. 21. Halle 1885, p. 105, 129 und 145. Ferner: E. BrCckxer, Die Vergletscherung des Salzachgebietes etc. Geogr. Abhandl. herausg. von A. Penck, quot;Wien 1886. Bd. I, p. 133, und: Die Eiszeit in den Alpen. Mitteil. Geogr. Gesellschaft in Hamburg 1887—88, p. 10—23. Auch: Klimaschwankungen. Cap. X.

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Das Glacialphanomen besteht demnach aus einer allge-meinen Herabsetzung der Temperatur um bloss wenige Grade, eine Kalte, die vom gegenwartigen Zustande noch weniger als die Warme der vortertiaren Zeit abwich; es hat sich schon wenigstens zweimal, wahrscheinlich aber schon dreimal wiederholt. In den langen Zwischenpausen, welche diese kalten Perioden von einander trennten, kehrten dieselben klimatischen Verhaltnisse zurück, die vor-und nachher bestanden und noch bestehen. Diese Kalteperioden muss man darum als Unterbrechungen des gegenwartigen Zustan-des auffassen, der bereits am Anfange der Pleistocanzeit unmittelbar nach der Tertiarperiode begonnen hatte.

2. Abschnitt.

Ver ander ungen der Sonnenwarme als Ursachen der Veranderungen der geologischen Klimate.

Betrachtliche Veranderungen der Sonnenstrahlung als Ursachen der geologischen Klimaanderungen. — Die vorausgesetzten Veriinderungen der Sonnenstrahlung haben wirklich stattgefunden. — Die Sonnenwarme ist höchst wahr-scheinlich nur Verdichtungswarme. Scheinbarer Widerspruch mit geologischen und biologischen Ergebnissen. — Weitere Umstiinde zu Gunsten der Ansicht, dass die geologischen Klimaanderungen durch die Entwickeluogsgeschichte der Sonne zu erklaren sind.

In dem Vorhergehenden wurde in allgemeinen Zügen die grossen Veranderungen denen die Warme an der Erdo-berflache nach den Ergebnissen der Palaeontologie und Geologie unterworfen war, dargelegt. Was kann die Ursache dieser Veranderungen gewesen sein?

Da es nun genügend bewiesen ist, dass tellurische Ein-flüsse (Eigenwarme der Erde, eine vermutete andere Mischung der atmospharischen Gase, Veranderungen in der Verteilung von Land und Wasser) '), insofern sie wirklich bestanden haben, auf die allgemeine Erwarmung der Erde, seit

') Zu oft fïndet man leider noch den Glauben verbreitet, dass es Zeiten gabe, in welchen die aus dem Erdinnem eraporsteigende Warme sich in hohem Grade an dem Gedeihen des Lebens auf der Erdoberflache beteilige, obwol Sir W. Thomson, jetzt Lord Kelvin, bereits im Jahre 1862 gezeigt hat „that the general climate cannot be sensibly affected by conducted heat at any time more

3«

diese bewohnt ist, niemals merklich eingewirkt haben kön-nen; da es ferner bewiesen ist, dass die gleichmassigere Verteilung der Warme bis in die Tertiarzeit derart beschaf-fen war, dass die unter höheren Breiten gelegenen Erdstriche wol begünstigt waren, jedoch nicht zum Nachteile der aequatorialen Gegenden, so muss die totale, durch die Erde empfangene Warmemenge grosser gewesen sein als jetzt. Sie muss sogar viel grosser gewesen sein, da doch die Erde als Ganzes von den 6 Va ⁰/o, um die die Sonnenbe-strahlung im Januar intensiver ist als im Juli, nicht nur auf keinerlei Art und nirgends merklich beeinflusst wird, sondern sogar im Juli warmer ist als im Januar. ^ Von jenem

than ioooo years after the commencement of superficial solidification.quot; (On the Secular Cooling of the Earth, Transactions of the Royal Society of Edinburgh, Vol. 23, § iquot;, abgedruckt in seinen: Mathematical and Physical Papers, Vol. 3. London 1890, p. 305). Jenes Festwerden muss vor mehr als 20 000 000 Jahren begonnen haben (Ibid. p. 300).

Ich kann an diesem Orte darauf verzichten, auf die astronomischen Hypothesen von Croll, Ball u. A. zur Erklarung der geologischen Klimaschwankungen naher einzugehen. Diese scheinen mir, obgleich sie, besonders in England immer noch viele Anhanger haben, genügend gerichtet (Vgl. namentlich: A. woeikof, Examination of Dr. Croll's Hypotheses of Geological Climates. Amer. Journal of Science. 1886. (3) Vol. 31, p. 161).

Darauf sei jedoch hingewiesen, dass, wie Neujiayr (Erdgeschichte, II, p. 649) bemerkt, die klimatischen Verhaltnisse der Diluvialzeit, von deuen jene Erklarungen ausgehen, nur einen verschwindend kleinen Teil der klimatischen Veranderungen bilden, die seit ungezahlten Jahrmillionen vor sich gehen. „Es ist daher trotz alles Stadiums nicht möglich, sich aus diesem überaus beschrank-ten Abschnitte ein richtiges Urteil zu bilden. Wir mussen vor Allem die klimatischen Verhaltnisse der früheren Perioden kennen zu lernen suchenquot; .... Und gewiss ist weder die Entwickelung der Lebewelt, noch ihre Verbreitung in den früheren Zeitaltern in Einklang zu bringen mit der Voraussetzung von schon damals existirender Winterkalte und von recurrirenden Glacial- und Inter-glacialzeiten, für deren Annahme auch keine geologischen Ergebnisse sprechen.

') R. Spitaler, Die Warmevertheilung auf der Erdoberflache. Denkschr. d. quot;Wiener Akademie d. Wissenschaften. Math.-Nat. Klasse. 1886, Bd. 51, p. I.

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grosseren Anteil an der Sonnenstrahlung, der der Erde in ihrem Winterstande zufallt, scheint sie durch ihren dicken, im Beweg-ungszustande, Dampfgehalte und Bewölkung ver-anderlichen Luftmantel hin Nichts zu spüren. Die ungleiche Verteilung von Land und Wasser auf der nördlichen und südlichen Halbkugel — ein nach geologischer Erfahrung auf den allgemeinen Warmezustand so wenig machtiger Factor ^ — hat hier auf die allgemeine Erdwarme mehr Einfluss, als die um Vis vermehrte Sonnenstrahlung.

In der geologisch recenten Zeit, seit Eintritt der gegen-wartigen allgemeinen Warmeverteilung, hat die Erde dann weiter zweimal eine geringere Warmemenge erhalten als sie jetzt empfangt, und diese Verminderung muss sehr bedeutend gewesen sein, da sie sonst auf die Klimate keinen merklichen Einfluss hatte ausüben können.

Auch ist es jetzt wol mit vollkommener Sicherheit bewiesen, dass ebensowenig wie auf die meteorologischen Zustande der Erde, so auch auf die Klimate jemals eine andere Warmequelle als die Sonne merklichen Einfluss ausgeübt haben kann. In Veranderungen, und zwar in grossen Ver-anderungen der Sonnenwarme, müssen wir demnach die Ursache der geologischen Klimaanderungen suchen. — Wird nun aber auch die Verteilung der Warme über die Erdoberflache bei bedeutender Zu- oder Abnahme der Sonnenstrahlung so sein, wie sie nach der geographischen Geschichte der Organismen gewesen ist ?

Dies muss in der That der Fall sein, wie vor Allem durch die gegenwartige Warmeverteilung bewiesen wird. Vergleicht man die Temperaturen, wie sie Zenker ¹) für die verschie-denen Breitegrade nach der Sonnenstrahlung berechnet hat

¹

) W. Zenker, Die Verteilung der Warme auf der Erdoberflache. Berlin 1888.

40

mit den von Spitaler ^ aus der Beobachtung gefundenen (Tabelle XXII bei Zenker), so bemerkt man eine grosse Warmeverschiebung in der Richtung vom Aequator gegen den Nordpol. Zvvischen 50° und 70° N. Br. besteht ein grosser Ueberschuss an Warme, dem in den Aequatorial-gegenden ein Mangel entspricht; in der Uebergangszone zwischen io⁰ und 50° N. Br. ist dieser Ueberschuss nur geringfügig. Der Ursprung dieses Warmeüberschusses muss, wie auch aus den Karten der thermischen Isanomalen von Spitaler zu ersehen ist, ¹) in den warmen Meeresströmun-gen und in den vorherrschenden Winden gesucht werden. Im Atlantischen Ozean, nordwestlich von Norwegen ist die Jahrestemperatur um 12⁰ C. und die Temperatur des Januar sogar um 24⁰ C. höher, als sie theoretisch nach der Breite sein müsste; dieser Einfluss wirkt auch noch sehr betracht-lich ein auf die Temperatur von Spitzbergen und selbst von Grönland und Nowaja Semlja.

Bei Vergleichung der von Zenker und auch von Forbes und Spitaler ²) berechneten Landtemperaturen am Aequator ergiebt sich femerhin, dass sie sich von den wirklich wahr-genommonen betrachtlich unterscheiden; die letzteren sind um 10 oder mehr Grade niedriger. Dagegen hat das See-klima des Aequators ungefahr dieselbe oder selbst eine etwas höhere Temperatur, als dasselbe der Berechnung zufolge haben müsste. Daraus folgt, dass der Warmeüberschuss der höheren Breiten von durch das Festland in den Aequatorialgegenden empfangener Warme herstammt.

¹

) Ibid. — Vgl. auch; Petermann's Mitteilungen 1887, Taf. 20, und 1889, Taf. 17 und 18.

²

) W. Zenker, 1. c. Tab. XXIII. — J. D. Forbes, Inquiries about terrestrial Temperature. Trans. R. Society of Edinburgh, Vol. 22. — R. Spitaler 1. c., u. s. \v.

4i

Die südliche Halbkugel ist kühler, als sie nach der Berechnung sein sollte, und dies ist in letzter Instanz wol dem Umstande zuzuschreiben, dass sie fast ganzlich aus See besteht. ¹) Da wir j edoch wissen, dass die nördliche Halbkugel auch in früherer Zeit immer relativ viel Land besessen haben muss, und wir ja die geologischen Klimate hauptsachlich gerade nach den Landorganismen beurteilen, so können wir das von Zenker fur diese Halbkugel in ihrem gegenwartigen Zustande erhaitene Resultat auf die Verhaltnisse in früheren Perioden ruhig an wenden.

Veranderungen der Sonnenstrahlung werden nach Zemker auf die berechnete (solare) Landtemperatur der Aequatorial-gegenden dreimal so intensiv einwirken, als auf die der mittleren und höheren Breiten, wachsen doch diese solaren Landtemperaturen proportional mit dem Zuwachs der jahr-lichen Strahlungsmenge. Der Ueberschuss der höheren Breitegrade wird bei vermehrter Sonnenstrahlung dann noch grosser werden und eine breitere Zone umfassen als gegenwartig, welche ebenso wie jetzt der Warme zu verdanken ware, die das Land am Aequator empfangt, und die wegen der verstarkten allgemeinen Circulation der Atmosphare, wie nachstehend naher ausgefiihrt wird, dann noch leichter wird weggeführt werden können als jetzt.

Wegen der weiten Ausbreitung der tropischen Zone, deren Oberflache — 40 ⁰/o oder ²In des Areals der ge-sammten Erdoberflache umfassend — ungefahr ebenso gross ist, wie die der beiden gemassigten Zonen und mehr als viermal so gross, wie beide Polarkappen, sowiederbedeutenden Warmemenge, die sie empfangt, werden selbst kleine Veranderungen ihrer Temperatur auf die Klimate der höheren Breitegrade grossen Einfluss besitzen.

¹

) Man vergleiche vor Allem Kap. 6 und 16 in Band I von Woeikof's

²

Klimate der Erde.

42

Dieser Einfluss wird hauptsachlich ausgeübt durch Ver-mittelung der Meeresströmungcn, welche durch die vor-herrschenden Winde bedingt werden (die aber bei der Warmeverteilung ihrerseits wol auch eine bedeutende directe Rolle spielen); jedoch selbst wenn die Oberflache des Meeres innerhalb der Tropen viel geringer ware als die gegenwartige (75⁰/o der ganzen Zone), brauchte dieser Einfluss der aequatorialen Warme auf die höheren Breiten nicht abzunehmen, weil gerade die Warme, welche das Festland in der Nahe des Aequators empfangt, den Gegenden höherer Breite zu Gute kommt. Die directe Folge einer Verminderung der Meeresoberflache am Aequator ware demnach eine Zunahme des Warmeüberschusses unter höheren Breiten; dadurch aber, dass das jetzt mehr Warme abführende Wasser an Menge abnahme, könnte jene Zunahme compen-sirt werden.

Damit jedoch die erwahnte Wirkung zu Stande komme, war es notwendig, dass zwischen den Meeren unter höheren Breiten und den tropischen Meeren weite Communicationen existirten, und dass diese derartig gebildet waren, dass das Wasser sich darin in den durch die vorherrschenden Winde bestimmten Richtungen bewegen konnte. Nun wissen wir bestimmt, dass in der carbonischen, der Jura-, der Kreide-und in der Tertiarperiode, aus denen wir reiche arktische Floren kennen, zwischen den arktischen und den am Aequator oder in dessen Nahe gelegenen Meeren, weite, sogar viel weitere Communicationen als jetzt, bestanden haben.

Verstarkung der Sonnenstrahlung wird in erster Linie direct die Temperaturen der mittleren und höheren Breiten erhöht haben, und diese directe Temperaturzunahme wird hauptsachlich das Land betroffen haben. Um Vieles betracht-licher wird jedoch die indirect mit den warmen Meeres-strömungen aus den Tropen zugeführte Warme gewesen

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sein, und diese muss hauptsachlich dem Seeklima zu Gute g-ekommen sein.

Umgekehrt wird Verminderung der Sonnenstrahlung zur Folge gehabt haben, dass unter höheren Breiten die indirecte Abkühlung des Meeres. grosser war als die directe, welche letztere hauptsachlich das Land betraf.

Zu einer Zeit, da die Oberflache der südlichen Halbkugel ebenso wie jetzt, fast ganz aus Wasser bestand, werden auch die Veranderungen in der durch sie empfangenen Warme zum Teile auf die nördliche Einfluss gehabt haben, wie auch gegenwartig ein grosser Teil des warmen Wassers der südlichen Halbkugel auf die nördliche hinüberfliesst. Höchst-wahrscheinlich war, wenigstens in der pleistocanen Periode, die Verteilung von Land und Wasser der gegenwartigen gleich, und weil dadurch auch diese Warmequelle für die nördliche Halbkugel weniger reichlicher floss, muss auch darin eine Ursache zur Abkühlung dieser Halbkugel gelegen haben.

Ein viel warmeres Meer, das ein schon an sich warmeres Land bespülte, ein durch das verstarkte allgemeine Wind-system intensiverer Warmeaustausch in der Richtung der Meridiane; das war demnach in höheren Breiten derklima-tische Zustand unter der Herrschaft einer warmeren Sonne — eine kühle See, und nun gewiss noch besonders kühler auf der nördlichen Halbkugel, neben einem wenig kühleren Lande, ist der den eine weniger heisse Sonne hervorbringt. Einen derartigen Zustand, wobei die Meere noch kühler sind als das Land, finden wir heute in Patagonien und Neuseeland, wo die Vereisung gegenwartig betrachtlicher ist, als irgendwo sonst in mittleren Breiten. Für die Vereisung ist dieser Zustand am Günstigsten, und mitj. D. Forbes und Woeikof ^ kann man als unzweifelhaft annehmen,

¹) Wosikof, Die Klimate der Erde. i, p. 104.

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dass bei einer betrachtlichen Abkühlung der Meere zwischen 40° und 6o⁰ N. Br. viele Gebirge in Europa und an der Westseite Nordamerikas Gletscher bekamen, und dass die bestehenden Gletscher wachsen würden.

In den Tropen war es bei der grossen Feuchtigkeit, die dort auch in der pleistocanen Zeit geherrscht haben muss, sehr gut möglich, dass bereits kleine Abnabmen der Land-temperatur, wie sie wahrscheinlich vorgekommen sind, die gegenwartigen Gletscher ansehnlich ausbreiteten und neue schufen.

Man hat jetzt allen Grund anzunehmen, dass wirklich unter der Herrschaft einer warnieren oder weniger wannen Sonne die Meeresströmungen, welche auf die Verteilung der Warme auf der Erdoberflache ^ einen so grossen Einfluss ausüben können, und die vorherrschenden Winde, welche die Ursache der Meeresströmungen sind und sehr wahrscheinlich auch einen starken directen Einfluss ausüben, ^a) im Allgemeinen dieselbe Richtung gehabt haben wie jetzt, und dass auch die Kraft dieser Winde bei betrachtlichen Veranderungen der von der Sonne ausgestrahlten Warme sich bedeutend verandert. Immer mehr dringt in der letzten Zeit bei den Meteorologen die Ueberzeugung durch, dass in der Erdatmosphare zwischen dem Aequator und den Polen ein grosses Circulationssystem besteht, dem die vorherrschenden Winde angehören. Vor Allem nach den schonen Untersuchungen von Eerrel und Werner Siemens (die von ganz verschiedenen Anschauungen ausgehend zu den-

') Lesenswert sind in dieser Hinsicht noch immer die Werke von Croll, haupt-sachlich: Climate and Time in their Geological Relations. London 1875; audi sein früherer Aufsatz: On Ocean Currents in Relation to the Distribution of Heat over the Globe. Philosoph. Magazine 1870, sowie mehrere Aufsatze im American Journal of Science and Arts.

'-) S. nachstehend p. 48, Anmerkung 2.

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selben Hauptresultaten gelangten), ^ sowie den Luft-druck- und Temperaturwahrnehmungen in Hochstationen und ihrer Interpretation durch ilann, weiss man, dass es in der Atmosphare eine allgemeine Circulation giebt, die abhangt von der aufsteigenden und dann pohvarts gerichteten Kraft der erwarmten Luft am Aequator (Siemens) oder vom constanten Unterschiede der Temperatur an den Polen und am Aequator, d. i. dem thermischen Gradient (Fekrel). Dieses allgemeine Windsystem besteht an der Erdoberflache aus zwei grossen Wirbeln, die sich nach dem Gesetze von Buys-Ballot bewegen, und einer aequatorialen Windzone in entgegengesetzter Richtung. Jenes erzeugt namlich an der Oberfiache der Erde in mittleren und höheren Breiten, vom 35. Breitengrade an, auf der nördlichen Halbkugel südwest-liche und auf der südlichen nordwestliche Winde (westliche Winde), wahrend in der Nahe des Aequators diese Winde auf der nördlichen Halbkugel nordöstlich und auf der südlichen südöstlich sind (Passate). Am 35. Breitengrade Kalmengürtel der Rossbreiten) entsteht eine Erhöhung des Luftdruckes durch die „centrifugal forcequot; (Ferrel), oder durch Stauung des polwarts gerichteten Oberstromes in Folge der Verengerung des Strombettes (Siemens). Nach Siemens — und seine theoretische Untersuchung hat durch Hann ²) inductive Bestatigung erhalten — verdanken auch

') W. Ferrel verkündete die Lehre von der allgemeinen Circulation schon im Jahre i860. Mehr innerhalb Jedermanns Bereich aber, als seine früheren Pu-blicationen liegt sein: A Popular Treatise on the Winds. London 1890.

Werner Siemens, Ueber die Erhaltung der Kraft im Luftmeere der Erde. Sitzungsber. d. K. Pr. Akad. d. Wissenschaften. Berlin 1886, Bd. 13.

^a) Siehe vor Allem die jüngsten hierauf bezüglichen Schriften dieses grossen Meteorologen: J. Hann, Das Luftdruck-Maximum von November 1889 inMittel-Europa, nebst Bemerkungen über Barometer-Maxima im Allgemeinen. Denksch Math.-Nat. KI. der K. Akad. d. Wiss. Wien 1890. Bd.57, p. 401—424-,und

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die Cyclonen ihren Ursprung dieser allgemeinen Circulation; der durch Stauung auf seinem Wege zum Pole immer mehr zuriickgehaltene, und durch die Rotation der Erde immer mehr nach Osten abgeleitete Strom zieht durch innere Reibung die untersten Luftschichten mit sich, wodurch es zur Bildung localer Minima kommt.

Diese ganze Circulation der Atmosphare wird kraftiger werden, wenn der ünterschied der Erwarmung des Aequators und der Pole zunimmt (wie es bei Verstarkung der Sonnen-strahlung der Fall ist), und sie wird schwacher werden, wenn dieser Unterschied abnimmt (also bei jeder Verminde-rung der Sonnenstrahlung); auch wird im ersten Falle in der Windrichtung der meridiane (von der Erwarmung abhangige) und im zwei ten Falle der parallele Component (der Erdrotation) überwiegen müssen. Zu einer Zeit, wahrend welcher die Erde mehr Warme empfangt, werden die genannten Winde an der Polseite der 35. Breitengrade demnach nicht nur kraftiger werden, sondern auch mehr polwarts gerichtet sein, wahrend bei geringerer Erwarmung der Erde die Richtung noch östlicher sein wird, als unter den jetzigen Verhaltnissen. Femerhin werden die Meeres-strömungen, die ihr Entstehen diesem allgemeinen Wind-systeme verdanken, was ihre Grosse, Geschwindigkeit und Richtung betrifft, in der Hauptsache den envahnten Veran-derungen folgen, und im ersten Falle viel mehr, im letzteren viel weniger Warme vom Aequator zu den Polen führen als gegenwartig. Da die Hauptrichtungen der Ozeane wahrend der Diluvialzeit den jetzigen wol ganz gleich waren, müssen im letztgenannten Falle — mit östlicher gerichteten Winden

Studiën über die Bedingungen von Luftdruck und Temperatur auf der Spitze des Sonnblick, nebst Bemerkungen über ihre Wichtigkeit für die Theorie der Cyclonen und Anticyclonen. Ibid. 1891, Bd. 58.

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— die Kontinente also auch zugleich feuchter gewesen sein (Eiszeiten), wahrend sie in Perioden massig intensiverer Sonnenstrahlung und mehr nördlich gerichteten Winden trockener wurden (interglaciale Steppenperioden). Bei starker Zunahme der Strahlungsintensitat jedoch wird die erwahnte Folge der mehr meridianen Richtung der vorherrschenden Winde ihrer grosseren Zunahme an Kraft und Wasserdampfgehalt wol nicht das Gleichgewicht zu halten vermogen. ¹)

Der Einfluss der Verschwachung der Meeresströmungen (und der vorherrschenden Winde) wahrend der Eiszeit ist thatsachlich daraus ersichtlich, dass wahrend der Eiszeit Westeuropa den klimatischen Vorteil, den es gegenwartig vor der Ostküste Nordamerikas geniesst, verlor. Die briti-schen Meere wurden verhaltnissmassig viel mehr abgekühlt. ²)

Auch sieht man, dass im Winter, wenn der Temperatur-unterschied zwischen dem Aequator und dem Pole der betreffenden Hemisphare viel grosser ist als im Sommer, das System der Westwinde kraftiger wird und unter nie-drigerer Breite beginnt. Diese kurzdauernde Verstarkung der vorherrschenden Winde kann auf die Meeresströmungen keinen bemerkenswerten Einfluss ausüben, da diese eine Folge der Summation der Arbeit sind, welche die Winde seit Jahrhunderten verrichtet haben; das Bewegungsmoment der Winde ist viel geringer, als das der Meeresströmungen, ³)

¹

) Wo nicht, wie dies für Europa wahrend der Eocanzeit der Fall gewesen zu sein scheint (nach de Saporta war die Flora des europaischen Eocan die eines heissen, trocknen Landes mit wenig ergiebigem Regenfall), überwiegende anders wirkende, örtliche Einflüsse verlagen.

²

) J» w. Dawson, The Story of the Earth and Man. 10^ Edition, 1890, p. 273.

³

^s) G. von Boguslawski und O. KrÜMMEL, Handbuch der Oceanographie.

Stuttgart 1887, Bd. II, p. 351. Das Verhaltniss zwischen den Bewegungsmo-menten der Luft-und der Meeresströmungen wird von KrÜMMEL gleichgesetzt 1: 123.

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ihr augenblicklicher Effect ist darum unmerkbar klein; der stationare Bewegnngszustand des Meeres, welcher der mitt-leren Geschwindigkeit der Winde entspricht, ist nun einmal erreicht, und diese haben nur noch den geringen Bewegungs-verlust durch Reibung zu ersetzen, wozu ihr Bewegungs-moment gewiss hinreicht. ^ Deshalb kann diese verstarkte Circulation der Luft, wahrend des Winters einer Halbkugel, nicht merkbar zu deren Erwarmung beitragen, denn wegen der geringen specifischen Warme der Luft, im Vergleiche zu der des Bodens und des Wassers, wird sie auf ihrem langen Wege vom Aequator her die Gegenden mittlerer Breite bereits ganz abgekühlt erreichen, und um durch ihre in Warme umgesetzte lebendige Kraft einen bedeutenden Einfluss auszuüben, dazu ist diese winterliche Verstarkung der Luftbewegung doch nicht bedeutend genug.

Dieser directe Einfluss der Winde auf die Aus-gleichung der Temperaturunterschiede zwischen dem Aequator und den Polen wird zur Zeit einer kraftigeren Circulation gewiss grosser gewesen sein, ²) wird aber auch damals wol eine weniger bedeutende Rolle gespielt haben, als die Meeres-strömungen mit ihrer soviel grosseren Warmecapacitat.

Mehr werden diese Winde jedenfalls, wie sie das auch jetzt thun, zur Ausgleichung der Verteilung der Warme über kleinere Entfernungen, zwischen benachbarten Meeren und Landem, beigetragen haben.

') Ibid. p. 350, Ausspruch von Hann.

^a) H. von Helmholtz (Ueber atmospharische Bewegungen. Sitzurigsber. der K. Pr. Akad. d. Wiss. Berlin 1888, und: Meteor. Zeitschr. 1888, Bd. 5i P- 3²9—34°) h^at g^e2^eigtgt; dass bei den Verschiebungen der Luftmassen vom Aequator aus in nördlicher und südlicher Richtung, in der Atmosphare ungeheuer viel lebendige Kraft verbraucht wird, die sich in Warme umsetzt. Bei bedeutender Verstarkung der allgemeinen Circulation kann dieser directe Einfluss demnach nicht gering gewesen sein.

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Dass Veranderungen der Sonnenstrahlung, obgleich ihr unmittelbarer Effect nahe am Aequator nach Zenker ein dreifach so starker ist, als in den gemassigten urd polaren Zonen, dennoch in Wirklichkeit nicht an erster Stelle auf die Temperatur am Aequator, wol aber auf die allgemeine Circulation der Atmosphare Einfluss ausüben, geht auch hervor aus dem Zusammenhange, den man zwischen der elfjahrigen Periode der Sonnenflecken und meteorologischen Erscheinungen wahrgenommen bat. Denn wahrend zur Zeit der Maxima von Sonnenflecken die Sonnenstrahlung gewiss am Ansehnlicbsten ist, was ausser aus spectroskopischen Beobacbtungen ³) auch daraus hervorgeht, dass i. in den Tropen (südöstliches Asien) zur Zeit von Fleckenmaxima der Luftdruck ab- und in höheren Breiten (Westsibirien und Russland im Winter) zunimmt (H. F. Blanford) — offenbar in Folge der Zunahme des Erwarmungsunterschiedes zwischen dem Aequator und den Polen — was in höheren Luft-schichten gepaart gehen muss mit Vermehrung des Ueber-gewichtes des Luftdruckes am Aequator und demzufolge mit Verstarkung des allgemeinen Windsystems, ²) dass 2. in den Tropen Cyclonen am Haufigsten vorkommen wahrend der

') Die mit Fackeln bedeckte Oberfliiche der Photosphare, welche eine deut-liche Verstarkung des continuirlichen Teiles des Spectrums aufweist, ist viel grosser als die parallel mit ihr zu- und abnehmende der Sonnenflecken, welche nach ihrem Spectrum und nach directen Messungen weniger Warme ausstrahlen als die gewöhnliche Photosphare. Auch scheint das Spectram eines Sonnen-fleckes aus der Zeit eines Minimums eine niedrigere Temperatur anzudeuten als in einer der Maximumperiode (S. J. Perry and A. L. Cortie, Monthly Notices, 49, 1889, p. 410).

Auch fand Brückner für die, nach ihm wahrscheinlich gleichfalls durch Os-cillationen der Intensitat der Sonnenstrahlung verursachte 35-jahrige Periode der Klimaschwanknngen, dass in den warmen Perioden der Luftdruckunterschied zwischen dem Aequator und den subpolaren Breiten zunimmt und umgekehrt wahrend der kühlen Perioden abnimmt.

4

5°

Maxima von Sonnenflecken, und umgekehrt (C. Meldrum, A. Poey), und dass 3. wahrend der Perioden von Flecken-maxima auch der Regenfall am Grössten zu sein scheint, was auf vermehrte Verdampfung und verstarkte Bewegung in der Atmosphare hinweist, ist die Lufttemperatur nahe am Aequator im Mittel gerade dann am Niedrigsten und umgekehrt am Hochsten in den Perioden von Fleckenminima (W. Kóppen, H. F. Blanford).

Alles lasst uns annehmen, dass die Atmosphare ein hochst wirksamer Regulator der Warmeverteilung auf der Erdoberflache ist, und dass ihre Wirksamkeit mit der Menge der von der Sonne empfangenen Warme zu- und abnimmt. Da Veranderungen der empfangenen Warme direct in den Tropen so viel mehr Wirkung ausüben können als in der Nahe der Pole, und demzufolge immer gepaart gehen müssen mit bedeutender Verstarkung oder Abschwachung der allgemeinen Circulation der Atmosphare, so werden sie auf die wirkliche Lufttemperatur nahe am Aequator nur geringen Einfiuss haben, dagegen indirect sehr grossen auf die Temperatur der höheren Breiten.

Die vorausgesetzten Veranderungen der Sonnenstrahhmg haben wirklich stattgefunden.

Bedeutende Veranderungen der Sonnenwarme müssen demnach wol im Stande sein, die wahrgenommenen klima-tischen Veranderungen zu erklaren. Haben jene nun wirklich stattgefunden?

Dies ist in der That der Fall, und durch sie können wir die bekannten Haupterscheinungen der geologischen Klimate auf befriedigende Weise erklaren.

Schon wiederholt hat man beilaufig darauf hingewiesen, dass die fortwahrend an Energie verlierende Sonne einmal warmer gewesen sein muss als sie jetzt ist, und so vielleicht

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die grosse Hitze der ersten geologischen Zeiten verursacht haben kann. ^ Diese Bemerkung ist im allgemeinen Sinne gewiss vollkommen richtig; eine allmahliche Abkühlung, wahrend der ganzen geologischen Zeit, nimmt man jedoch an den Klimaten der Vorzeit nicht wahr. Wir sehen, dass wahrend der langen Jura- und Kreideperiode die allgemeinen Warmeverhaltnisse der Erde keinen merklichen Verande-rungen unterworfen waren, und man nimmt jetzt an, dass bereits wahrend der palaeozoischen Zeit die Temperatur in mittleren Breiten wenig höher gewesen sein kann, als wahrend der spateren Kreideperiode. Dagegen muss wahrend der relativ kurzen Tertiarperiode die allgemeine Abkühlung sehr schnell vor sich gegangen sein.

Soweit mir bekannt ist, wurde der Versuch noch nicht unternommen, die Geschichte der Sonne, wie sie nach der gegenwartig wol allgemein angenommenen und sich überall so glanzend bewahrenden KANT-LAPLACE'schen Theorie sein muss, mehr im Einzelnen mit der Geschichte der geologischen Klimate in Einklang zu bringen. Nach dem heuti-gen Stande der Wissenschaft scheinen mir diese letzteren in der Geschichte der Sonnenenergie eine befriedigende Erklarung zu finden.

Die Sonne ist ein Stern, den Tausenden von Sternen gleich, die wir am Abend als leuchtende Punkte am Himmelsge-wölbe auftauchen sehen; bei relativ kleinen Dimensionen, unterscheidet sie sich von den iibrigen lediglich durch ihre

¹) Sir W. Thomson, Transact. Geol. Soc. of Glasgow. Vol. 5, p. 238. F. Pfaff, Allgemeine Geologie als exacte Wissenschaft. Leipzig 1873, p.

38—39-

J. D. Dana, Manual of Geology. Third Edition. New-York and Chicago 1879, p. 716.

A. Geikie, Text-Book of Geology. Second Edition. London 1885, p. 19 und 21.

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geringe Entfemung von der Erde. Die Stoffe, aus denen sie besteht, sind ganz dieselben wie die Bestandteile vieler Steme. Das Spectrum der gelben Sterne, die zu der zweiten Classe nach Vogel gehören, stimmt völlig mit dem der Sonne überein, und man kann deshalb mit Sicherheit sagen, dass die Sonne ein gelber Stem ist, und dass die übrigen gelben Steme nicht nur die gleiche Zusammensetzung, sondern auch eine ungefahr ebenso dichte und heisse Atmosphare besiteen, wie unsere Sonne. *) Aus der Farbe und dem Spectrum der Sterne lemen wir ihre Zusammensetzung und auch ihre Temperatur kennen. ') Sobald bei einer gewissen Temperatur ein Körper zu glühen beginnt, erscheinen die leuchtenden und „chemischenquot; Strahlen. Je höher die Hitze steigt, um so reicher wird das Spectrum an blauen und violetten Strahlen, je mehr jene aber abnimmt, umsomehr überwiegen die weniger brechbaren gelben und roten Strahlen. Ein Stern, dessen Spectrum sehr reich ist an violetten Strahlen, wird demnach, wenigstens in seinen ausseren Teilen, eine sehr hohe Temperatur besitzen. Die Anzahl der zu dieser Classe gehörenden Sterne, die am Glanzendsten durch Sirius, den schönsten von Allen, am Typischsten aber durch Regulus vertreten wird, ist sehr gross. Mehr als die Halfte, 58.5% aller bekannten Steme gehort zur ersten Classe der weissen (eigentlich blaulich-weissen) Sterne. Sie besitzen eine dichte, heisse Atmosphare von Wasserstoff, wie an den vier charakteristischen breiten Linien ihres Spectrums zu gewahren ist; daneben beobachtet man bei vielen Sternen dieser Classe eine Anzahl fast

') A. Secchi. Die Steme, Grundzüge der Ashonomie der Fixsterne. Leipzig 1878, p. 109

²) J. Janssen, L'age des étoiles. Ciel et Terre. 2«= Série. 3e Année. 1887 — 1888, p. 465 sqq.

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unmerkbar feiner Linien, welche Spuren von Metalldampfen (hauptsachlich Eisen) andeuten.

Die Steme der zweiten Classe, der auch unsere Sonne angehort, die zusammen mit Capella den Typus dieser Classe reprasentirt, besitzen nicht mehr jene glanzend weisse Farbe, sondern sind gelblich, einige sogar orange. Daraus leiten wir ab, dass sie weniger warm sind. Anstatt einer machtigen Atmosphare von Wasserstoff zeigt uns hier das Spectroskop durch sehr zahlreiche, feine Linien dieselben Metalldampfe, die wir an unserer Sonne wahrnehmen. WasserstofHinien sind wol verhanden, doch sind sie sehr fein und keineswegs so deutlich wie bei den weissen Sternen. Auch diese zweite Classe ist noch zahlreich vertreten; zu ihr gehören 33.5 ⁰/o aller sichtbaren Steme.

Andere Sterne befinden sich in einem noch weiter vor-geschrittenen Entwickelungsstadium. Hier verrat das Spectrum auf unzweideutige Weise eine bereits weitgediehene Abkühlung. Das Violett fehlt darin ganz; breite, dunkle Bander oder Saulen bedecken ahnliche, doch starker und zahlreicher auftretende Linien, wie wir sie bei der zweiten Classe finden, und dienen als Kennzeichen dafür, dass die Elemente in ihrer Atmosphare bereits beginnen sich zu chemischen Verbindungen zu vereinigen. Sie bilden die dritte Classe, die der roten Stcrne, — Typus Beteigeuze —, wozu ungefahr 8 ⁰/o sammtlicher Steme gehören. ^vj

^ Diese, die Verteilung der Sterne über dis einzelnen Spectralclassen ange-benden Rclativzahlen sind nach der Potsdamer spectroskopischen Durchmuste-nmg (Public, d. Astrophys. Observat zu Potsdam, Bd. III. Vgl. J. Scheiner, Die Spectralanalyse der Gestirne, Leipzig 1890, p. 325) bereclmet. — E. C. Pickering (Preparation and Discussion of the Draper Catalogue. Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, Vol. 26, Part I. 1891) ist unlangst auf photografischem Wege zu anderen Resultaten gelangt. Er findet (p. 151), dass die drei Typen der Sternenspectra verteilt sind irn Verhaltnisse

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Den Uebergang zwischen der ersten und zvveiten Classe bilden verhaltnissmassig wenige Sterne; r e 1 a t i v viel zahlreicher sind diejenigen, welche Farbe und Spectrum halber zwischen die zweite und dritte Classe eingereiht werden müssen und demnach den Uebergang vom zweiten zum dritten Stadium darstellen.

Ausser den aufgezahlten Classen, von denen man anneh-men muss, dass sie sich in der angegebenen Reihenfolge aus einander entwickelt haben (und den wenig zahlreichen Sternen, welche sich nicht in diese drei Classen einfügen lassen), kennt man, als erstes Stadium in der Entwickelung der leuchtenden Himmelskörper, die Nebelflecke, sehr dünne und ausgedehnte Gasmassen, die nach der heute geitenden Hypothese aus auf einander gestürzten dunklen Himmels-körpern entstanden sind; in ihnen hat man mit Sicherheit nur dass Vorhandensein von Wasserstoff nachweisen kön-nen. Diese Classe ist so wenig zahlreich, dass sie weniger Tausende umfasst, als die der Sterne Millionen.

der Zahlen 75, 23 und I. — Die pliotografïsche Platte ist bei dieser Classification jedoch viel einseitiger als das Auge, das gerade für die Strahlen der der Mittelclasse angehörigen Sterne am Empfindlichsten ist. Schwachc Sterne der dritten Classe sind demzufolge photografisch niemals von denen der zweiten Classe zu unterscheiden (1. c. p. 178), ebensowenig helle Steme von weniger reinem Typus, wie et Tauri und 0: Orionis, und für alle weniger hellen Steme ist die Classification schwierig (O. c. Vol. 27, Preface). Die Classification nach directen Augenwahrnehmungen wird demnach das wirkliche Verhiilt-niss gewiss richtiger wiedergeben.

Denkt man daran, welche Einseitigkeit sich die (hauptsachlich bloss für Strahlen der violetten Seite des Spectrums empfindliche) photografische Platte bei der Anordnung der Spectraltypen zu Schulden kommen lasst, dann erscheint es nicht befremdend, dass, wie Kapteyn fand (Verslag van de zitting der Kon. Akademie van Wetenschappen te Amsterdam vom 29. April 1892) die Anzahl der Sterne des ersten Typus — nach Pickering's photografisch e r Durchmusterung — relativ zur Zahl der des zweiten Typus im Verhaltnisse der Entfernung von uns ziinimmt.

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Diese Welt, die wir gewohnt sind „das Weltallquot; zu nennen, hat nicht von Ewigkeit her bestanden, sondem muss einen Anfang gehabt haben, sonst müssten, wie FlCK ^ und Secchi ¹) bemerken, die Naturkrafte einen Gleichge-wichtszustand erreicht haben, und es ware somit die Natur unserer Wahmehmung entzogen. Die Welt, die wir kennen, ist jedoch nicht unendlich gross. Ware sie das, sagt Secchi, ²) mit Olbers und Chésauz, dann müsste uns das Himmelsgewölbe in seiner ganzen Ausdehnung leuchtend wie die Sonne erscheinen, und da dies nicht der Fall ist, sind wir zu der Annahme gezwungen, dass die Zahl der Steme nicht unendlich gross seinkann. SECCHigiebt jedoch zu, dass es im Weltenraume zweifellos viele dunkle Körper giebt, die das Licht auffangen können, jedoch wegen des grossen Abstandes der leuchtenden wie der dunklen Körper, waren diese letzteren, wie der Staub in unserer Atmosphare, wol im Stande, das Licht abzuschwachen, nicht aber, es vollstandig zu absorbiren. Sind jedoch die dunklen Teile sehr zahlreich, — wie es wirklich der Fall sein muss — dann kann, meiner Ansicht nach, diese Abschwachung des allgemeinen Lichtes wol so bedeutend sein, dass der ganze Hintergrund des Himmelsgewölbes nur mehr sehr sparlich beleuchtet ist und einen dunklen Schirm bildet, an dem nur die naher gelegenen Steme als leuchtende Punkte erglanzen. Auch der augenscheinlich regelmassige Bau der gesammten Stemenwelt beweist noch nicht mit Sicherheit, dass sie begrenzt ist. Sie kann ebensogut eine unendliche Ausdehnung besitzen, als bloss einen beschrankten Teil des Raumes

¹

) A. Secchi in einera am 6 Marz 1876 in Rom gehaltenen Vortrage über die Grosse der Schöpfung in Rauni und Zeit.

²

⁰) A. Secchi, Die Steme, p. 331.

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einnehmen. Fest steht jedoch, dass unsere Wahrneh-mung sich in keinem Falie bis in den unendlichen Raum erstreckt, so dass wir durchaus nicht das Recht haben, aus der Nothwendigkeit eines Anfanges der uns bekannten Welt auf eine wahre Schöpfung, auf ein Entstehen aus dem Nichts zu schliessen. .

Jedenfalls ist es höchst wahrscheinlich, dass unsere Welt, selbst im Vergleiche mit der Dauer des langsten Sternen-ebens, ungeheuer lange Zeit besteht und dass der oben skizzirte Entwickelungsgang der Himfnelskörper sich in ihr schon unzahlige Male wiederholt hat. Da ferner die Anzahl der Sterne sehr gross ist, ihre Massen nach dem Zufalle verteilt sein müssen, und wir annehmen können, dass diese Entwicke-lung der überall aus denselben Stoffen bestehenden und von denselben Kraft en beherrschten Himmelskörper stets, wie die Spectralanalyse auch thatsachlich lehrt, genau auf dieselbe Weise — sehr wahrscheinlich in der Hauptsache nach der LAPLACE'schen Nebeltheorie — vor sich gehen muss, so sincl wir im Stande nach dem beobachteten Ver-haltnisse der Anzahl Sterne der verschiedenen Classen, bei welcher Bestimmung wir durch das Spectroskop vom sub-jectiven Farbensinne und der relativen Leuchtkraft ganz unabhilngig sind, die Dauer der Stadiën, welche diese Typen darstellen, ziemlich genau abzuschatzen. So können wir mit ziemlicher Sicherheit die Dauer des weissen Stadiums auf 58.5 ⁰/o, die des gelben auf 33.5 ⁰/o und die des roten auf 8 ⁰/o der mittleren, ganzen, leuchtenden Existenz eines Sternes schatzen; das Nebelstadium muss von so geringer Dauer (weniger als o. i⁰/o der ganzen Entwickelungszeit) sein, dass es bei dieser Schatzung vernachlassigt werden kann. Auch die im Uebergangszustande zwischen den einzelnen Stadiën befindlichen Steme mogen hier, wegen ihrer relativ geringen Zahl, unberücksichtigt bleiben.

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In Folge der grossen Gleichförmigkeit in der Entwicke-lung und in der Zusammensetzung jeder Classe ^ können wir getrost die mittleren Verhaltnisse, wie wir sie für die verschiedenen Stadiën des Sternenlebens gefunden haben, auch auf unsere Sonne anwenden. Die Sonne muss die langste Zeit ihres Daseins im weissen Stadium zugebracht haben, und, da sie sich jetzt im gelben befindet, wenigstens schon 58.5 ⁰/o oder ungefahr ^3,5 ihres ganzen Sternenlebens hinter sich haben. In welchem Zeitpunkte des gelben Stadiums sie sich jetzt befindet, ist astronomisch und physikalisch mit einiger Genauigkeit nicht zu bestimmen. Hier helfen uns jedoch die Ergebnisse der Palaeontologie. ¹)

Wahrend der lansfsten Zeit dos Daseins von Organismen

o o

auf der Erde, soweit wir dasselbe kennen, muss diese mehr, ja sogar viel mehr Warme empfangen haben als sie jetzt empfangt. Die Sonne muss damals mit ungleichgrösserer Kraft geschienen haben, um so viel grosser, dass sie sich wol in einem ganz anderen Zustande befunden haben muss. Da nun die Geschichte der Sonne lehrt, dass sie wahrend der langsten Zeit ihrer Existenz, als sie sich im

¹

) Die spectroskopische Untersuchung zeigt wol, dass die Sonne, ebenso wie die mit ihr vollkommen übereinstimmende a Aurigae (Capella) und viele andere gelbe Sterne, noch zu den jugendlichen gelben Sternen gehort, die sich durch einige Uebergangssterne, wie Procyon, unmittclbar an das weisse Stadium anschliessen.

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Zustande eines weissen Sternes befand, viel warmer war, dass sie hierauf verhaltnissmassig rasch vom weissen zum gelben Stadium überging und seither viel weniger warm ist, wahrend wir andererseits sehen, dass die von der Erde empfangene Warme denselben Verande-rungen unterworfen war, namlich nach lange andauernder Warme einer verhaltnissmassig raschen Abkühlung bis zur endlichen Erreichung des gegenwartigen Zustandes, so dürfen wir annehmen, dass die Zeit der Abkühlung der Klimate dem Uebergange vom weissen zum gelben Stadium, der Zeit der starken Abkühlung der Sonne entspricht. Der gegenwartige thermische Zustand an der Erdoberflache hat sich in der Tertiarzeit entwickelt, und wurde vollstandigerreicht zu Beginn der Pleistocanperiode, einem geologisch jedenfalls so rccenten Zeitpunkte, dass die seither verflossene Zeit viel-leicht bloss auf ein Fünfzigstel der seit Beginn des palaeozoi-schen Zeitalters vergangenen geschatzt werden kann. Wir dürfen deshalb des Weiteren annehmen, dass unsere Sonne erst vor verhaltnissmassig kurzer Zeit in ihr gelbes Stadium eingetreten ist und können, ohne einen grossen Fehler zu begehen, sagen, dass sie gegenwartig ¹Ió ihres Lebens als leuchtender und erwarmender Stem hinter sich und noch ²/6 vor sich hat.

Nach dem gegenwartigen Stande der Wissenschaft schopft die Sonne, wie Helmholtz zuerst gezeigt hat, seit der Zeit des Nebels, aus dem sie nach der kant-laplace'schen Theorie entstanden ist, fast ihre gesammte Energie aus der Zusammenziehung ihres gasförmigen Körpers. ²) Helm-

¹

gehalten im Jahre 1871. — Als quantitativ unwesentlich fur die Erhaltung der Sonnenenergie sind die auf die Sonne fallenden Meteoriten zu betrachten.

²

) H. von Helmholtz, Vortrage und Reden. Bd. I. Braunschweig 1884, p. 25 : Ueber die Wechselwirkung der Naturkrafte, Vortrag gehalten im jahre

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holtz und Sir William Thomson ^ berechneten die Zeit wahrend welcher die Sonne mit ihrer geg-enwar-tigen Kraft schon geschienen haben kann, und wie lange sie damit noch wird fortscheinen können. Helm-holtz fand fur die vergangene Dauer der Sonnemvarme 20 Millionen Jahre. Seine Berechnung stiitzte sich auf den alteren von PouiLLET bestimmten Wert der Intensitat der Sonnenstrahlung (Sonnenconstante = 1.76). Nach den neueren Bestimmungen von Langley (Sonnenconstante = 3) ¹) hatte die Sonne nur 12 Millionen Jahre hindurch Warme und Licht auf die gegenwartige Weise aussenden können. Thomson kommt deshalb zu dem Schlusse, dass, wenn man Alles in Betracht zieht, wodurch die Rechnung etwas höher ausfallen könnte, es ausserst voreilig („exceed-ingly rashquot;) ware, fiir die Vergangenheit der Erde mehr als 20 Millionen Jahre Sonnenschein anzunehmen oder auf mehr als 5 oder 6 Millionen Jahre Sonnenschein fiir die Zukunft zu rechnen. Die Sonne befindet sich jetzt also in einem derartigen Verdichtungszustande, dass sie bereits 3 Va bis 4 mal soviel Warme ausgegeben hat, als ihr noch übrig bleibt.

Wahrend des weissen Stadiums muss jedoch der jahrliche Warmeverlust der Sonne viel grosser gewesen sein, als in

¹

) S. P. Langley, Researches on Solar Heat and its Absorption by the Earth's Surface. A Rapport of the Mount Whitney Expedition. in: Professional Papers, Nquot;. 15, of the Signal Office. Washington 1884. — Crova (Comptes rendus de 1'Académie des Sciences, T. 108. 1889, p. 35), Sawelief (Ibid., p. 287; T. no, p. 235 und T. 112, p. 481 und 1200) und K. Angstrom (Wochenschrift für Astronomie und Meteorologie 1890, N⁰. 14—16) karnen zu noch. höheren Werten für die Sonnenconstante, als Langley.

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ihrem gegemvartigen Zustande, sodass sie thatsachlich bloss viel kürzere Zeit hindurch als 20 Millionen Jahre geschienen haben kann. Verteilen wir eine Warmemenge 3 bis 4a über die 58.5 Zeitteile des weissen Stadiums und die ia quot;Warme des gesammten gelben und roten Stadiums über 41.5 Zeitteile, dann finden wir, dass wahrend des weissen Stadiums die Sonne eine durchschnittlich 2.36 bis 2.84 mal so o-rosse Strahlungsintensitat entwickelt haben muss, als ihr für das gelbe und rote Stadium zur Verfügung steht. So finden wir femer für die Dauer des weissen Stadiums un-serer Sonne 7—S¹^ Millionen Jahre. Wir setzen dabei voraus, dass die Sonne bis zum Ende ihres leuchtenden Daseins mit ibrer gegemvartigen Energie fortscheinen wird. In Wirklichkeit jedoch ist die Strahlung im roten Stadium, — also Avahrend eines Fünftels der zukünftigen Existenz der Sonne als leuchtender Fixstern — bedeutend sehwacher. Geben wir der Strahlungsintensitat im roten Stadium den kleinsten theoretisch möglichen Wert, namlich Null, dann ware deren minimaier Wert im weissen Stadium 1.91 bis 2.29 mal so gross als im gelben und die Dauer des weissen Stadiums ungefahr 8³/i bis 1 o ¹l2 Millionen Jahre. In Wirklichkeit ist jedoch die Strahlungsintensitat der roten Sterne durchaus nicht gleich Null. ¹)

') Nach ihrem Spectram zu urteilen, befinden sich die Sonnenflecke in einem Zustande, der dem der roten Sterne sehr nahe liegt (Scheiner, Die Spectral-analyse der Gestirne, p. 315). Nun hat Langley gefunden, dass jene ungefahr 54⁰/o der Warme ausstrahlen, die ein entsprechend grosser Teil der Photo-sphiire entsendet (Young, Die Sonne. Leipzig 1883, p. 156). pa jedoch die von den roten Sternen und den Sonnenflecken ausgehenden Strahlen in unserer Atmosphiire einer etwas geringeren Absorption untenvorfen sind, als die der gelben Sterne und der Photosphare unserer Sonne, so kann man hieraus ableiten, dass die roten Sterne nur ungefahr die Halfte der Strahlungsintensitat der gelben besitzen. Unter dieser Annahme ergiebt die Rechnung, dass die Strahlungs-

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Wir haben auch alle Ursache zur Annahme, dass ebenso wie im weissen Stadium — nach der Existenz einer durch zahlreiche Steme reprasentirten weissen Classe, sowie nach der Stabilitat der praetertiaren Klimate zu urteilen — die Strah-lung der Sonne auch wahrend ihres gelben Zustandes sehr wenig abnehmen wird. Bei Berechnung der zukünftigen Sonnenwarme auf 5 bis 6 Millionen Jahre hatte Thomson übrigens schon die Möglichkeit einer venninderten Strah-lung berücksichtigt. Viel langer wird darum die Dauer der künftigen Sonnenwarme nicht sein können, und es wird die Zahl von zehn Millionen JaJircn als Maximum der verflos-senen Dauer dieser Warme und die Annahme, dass die Strak hing im weissen Stadium zweimal so intensiv war als die gegenwartige, der Wahrheit sehr nahe kommen. ¹) Die-

intensitat im weissen Stadium 2 bis 2 '/a mal so gross sein muss, als im gelben und dass die Dauer des ersteren bei unserer Sonne 8 bis IC Millionen Jahre betragen haben muss, wahrend dann die des gelben auf 4 bis 4% und die des roten Stadiums auf I bis I '/i Millionen Jahre zu veranschlagen wiire.

') Man hat wiederholt versucht, sich aus photometrischen Ergebnissen bei Sternen, deren Entfernung und Masse sich ungefahr berechnen und demnach mit denen unserer Sonne vergleichen lassen, eine Vorstellung von den relativen Strahlungsintensitaten der weissen und gelben Steme zu bilden. Die Unsicher-heit dieser Ergebnisse (Vgl. z. B. die Tabellen der Fixsternparallaxen von J. A. C. Oudemans in: Astronomische Nachrichten N⁰. 2915—2916; in den Berechnuugen der Masse der Doppelsterne ist die Unsicherheit noch grosser) ist jedoch zu gross, um eiuigermaassen vertrauenswürdige Resultate zu ermöglichen, selbst für Steme, bei denen diese Ergebnisse untereinander relativ am Wenigsten abweichen, wie bei a. Centauri. Daher die grossen Unterschiede in den Resultaten. Vor kurzer Zeit fand E. AV. Maunder (Journ. Brit. Astr. Soc. Oct. 1891) bei Vergleichung der Leuchtkraft von neun Sternen der ersten und dreizehn Sternen der zweiten Classe, deren Parallaxen durch ELKlNsche Helio-metermessungen bestimmt sind, dass die Leuchtkraft der Steme der ersten Classe durchschnittlich nur ²/3 der der zweiten Classe betriigt. Wahrscheinlich haben aber die weissen Sterne doch eine grössere relative Leuchtkraft und diesem Umstande ist es auch wol zuzuschreiben, dass die totale Leuchtkraft der weis-

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ser Ueberschuss an Sonnen warme wird wol gewiss hin-gereicht haben, um einen merkbaren Einfluss auf die allge-meinen Warmeverhaltnisse auszuüben.

sen Sterne erster und zweiter Grosse die der (derselben Grössenclasse angehö-renden) gelben um etwas mehr übertrifft, als dies bei den Sternen geringerer Grosse der Fall ist, auch wenn man das arithmetische Verhaltniss beider Spectralclassen rnit in Rechnung bringt.

Ueberdies lehren die photometrischen Vergleichungen nicht viel in Betreff der relativen Strahlungsintensitiiten, denn einerseits werden die Strahlen der blaulich-weisscn Steme in unserer Atmosphiire in ganz anderem Maasse absorbirt als die gelben, andererseits ist das Auge für blaue Strahlen nicht ebenso empfindlich wie für gelbe, wahrend es für einen grossen Teil der Strahlen der blaulich-weissen Sterne vollstiindig blind ist. Empfindlicher für die wirkliche Strahlung der weissen Sterne und demnach ein besseres Maass für dieselbe ist die photo-grafische Platte; das Maximum der Strahlungsintensitat des Spectrums dieser Sterne muss ungefïihr mit dem photografischen Maximum im Spectrum zusam-menfallen. Es ergiebt sich jedoch, dass der Unterschied zwischen der photografischen und der optischen Helligkeit der weissen Steme nur sehr klein ist — we-niger als o. i Grösse nach Kapteyn (Verslag van de zitting der Kon. Akad. v. Wet. te Amsterdam vom 2 April 1892) — was dadurch zu erklaren ist, dass von den „photografischenquot; Strahlen mehr als die Halfte in unserer Atmosphare absorbirt wird. Von denen der gelben Steme dagegen wird nur ein Viertel absorbirt. Ueberdies ist das Auge für gelbe Strahlen wenigstens doppelt so empfindlich als für blaue.

Hüggins und Stone haben (vor etwa 20 Jahren) versucht, die Strahlungs-■warme der Sterne direct zu messen. Diese ersten, mit Hülfe der Theraiosaule und des Galvanometers angestellten Versuche wurden jedoch unlangst von C. V. Boys mit einem viel empfindlicheren Instmmente anderer Construction, dem Radiomikrometer, wiederholt (Proceedings of the Royal Society. Vol. 4quot;. London 1891, p. 480) mit dem Rcsultate, dass trotz der ausscrordentlich hohen Empfindlichkeit des Instrumentes keine Spur einer vorhandenen Stemenstrahlung entdeckt werden konnte.

Indessen geht aus allen unseren gegenwiirtigen Ergebnissen mit vollkommener Sicherheit hervor, dass in dem specifischen Strahlungsvermögen bei den Sternen verschiedener Spectralclassen kein betrachtlicher Unterschied obwalten kann, und dass die weissen Sterne höchstens einige Male warmer sein können und höchst wahrscheinlich auch sind, als die gelben, und diese wieder

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Es besitzt nun aber die Atmosphare, in ihrem verander-lichen Wasserdampfgehalt und in ihrer wechselnder Bewöl-kung, machtige Mittel zur Regulirung der zu derErdober-flache gelangenden Warmemenge und auch zu ihrer Verteilung nach P-aum und Zeit. In einem ahnlichen Zustande, wie dcrjenige, in welchem, sich den Astronomen und Spectral analytikern zufolge, unser Schwesterplanet Venus jetzt befindet, der bei einer Bestrahlung, ungefahr zweimal so gross, als die der Erde, eine viel dichtere, sehr wasser-dampfreiche und in ihren höheren Teilen mit einer dichten Wolkenschicht erfüllte Atmosphare besitzt, wird sich wahrscheinlich auch die Erde befunden haben, zu der Zeit als die Sonne noch zu den Sternen der ersten Spectralclasse gehorte. ^ Die dichte Wolkenschicht muss dann einen grossen Teil der Sonnenstrahlen reflectirt haben, wahrend sie, zugleich mit dem in der Atmosphare enthaltenen Wasserdampf, die Temperaturen zeitlich und raumlichgleich-massiger gemacht haben muss.

Der von der Atmosphare absorbirte Teil jenes War-meüberschusses wird durch die von ihm verursachte Ver-starkung der allgemeinen Luftcirculation, fast ganz den höheren Breiten zu Gute gekommen sein. Dabei ist es von

als die roten Steme. Diese überraschende Uebereinstimmung mit der in dieser Abhandlung auf ganz anderem Wege gefundenen Strahlungswarme (die Rechnung hatte ja als Resultat 10, IOO oder 1000 mal grössere quot;Werte ergeben können) spricht, sowol für die Ricliti_b'-.eit der helmholtz'schen Verdichtungswarme-Theorie der Sonne, als für die Richtigkeit der Annahme, dass die Sonne erst vor geologisch kurzer Zeit, am Ende der Tertiarperiode, ein gelber Fixstern wurde, und erscheint mir als ein kraftiger Beweis dafür, dass die hier gegebene Erklarung der gcologischen Klimaandenmgen auf fester Grundlage ruht.

') Nur wird, wegen des grosseren Absorptionscoëfficienten der damaligen Sonnenstrahlen, die Albedo der Erdatmosphiire gewiss eine viel schwiichere gewesen sein als die jetzige der Venus, die von Zöllner und Seidel zu o.6 bestimmt worden ist.

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grosser Bedeutung, dass die Sonne in ihrem weissen Stadium nicht nur eine viel grössere Strahlungsenergie, sondern diese auch in Form von Strahlen kleinerer Wellenlange besass. Denn letztere werden nach den Forschungen von Langley durch die Atmosphare der Erde in viel höherem Maasse absorbirt, als die Strahlen von grösserer Wellenlange. Von der an violetten und ultravioletten Strahlen um soviel reicheren weissen Sonne werden demnach verhaltniss-massig viel weniger Strahlen die Erdoberflache erreicht haben, als von der jetzigen, im Zustande eines g e 1 b e n Sternes befindlichen Sonne, die relativ viel rote und ultrarote Strahlen besitzt. Demnach konnte durch directe Strahlung nur ein verhaltnissmassig viel geringerer Teil der Energie der weissen Sonne auf die Temperatur der Klimate Einfiuss ausüben — überall, jedoch vor Allem am Aequator. Dagegen wird die durch allgemeine Absorption den höheren Luftschichten mitgeteilte Energie der damals überwiegenden blauen, violetten und ultravioletten Strahlen zur Verstarkung der allgemeinen Circulation der Atmosphare gebraucht worden und auf indirectem W e g e den subpolaren Breiten zu Gute gekommen sein.

Umgekehrt würde, wenn sich die Sonne in dem weniger heissen Zustande eines roten Sternes befande, relativ wenig von ihrer ausgestrahlten Energie zur Verstarkung der allgemeinen Luftcirculation verbraucht werden. Indirect würden also die höheren Breiten viel weniger erwarmt werden als jetzt, obwohl die Temperatur auch in der Nahe des Aequators niedriger sein würde, weil die Zunahme der roten und ultraroten Strahlen minder bedeutend ware als die Abnahme der violetten und ultravioletten.

Die verhaltnissmassig geringe Zahl der Steme, welche wie Procyon, den Uebergang vom ersten zum zweiten Stadium bilden, wird der in relativ kurzer Zeit allmahlich vor sich

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gehenden Abkühlung der Klimate der tertiaren Zeit ent-sprechen. Als j edoch zu Beginn der Pleistocanperiode die gelbe Sonne ihre Herrschaft angetreten hatte und die gegen-wartigen klimatischen Verhaltnisse bereits begonnen hatten, kam es, wie wir sehen, zwei- oder dreimal zu einer vorüber-gehenden betrachtlichen Abkühlung, die überall wo dazu günstige Bedingungen obwalteten, zu Vereisung führte. Diese pleistocanen Abkühlungen müssen nicht viel weniger stark gewesen sein, als die Erhöhung der Temperatur wahrend der vortertiaren Zeit, und müssen sehr bedeutenden Herabsetzungen der Sonnenstrahlung entsprechen, die. Hand in Hand gehend mit einer grossen Umwandlung im Zustande der Sonne, sich durch Farbe und Spectrum ofFenbart hatten.

Welches können nun die Sterne sein, die sich in diesen glacialen Zwischenperioden des zweiten Stadiums befinden ? Offenbar keine anderen als Uebergangssterne von der zweiten zur dritten Classe, oder Steme der dritten Classe selbst. ^ Dass derartige grosse, periodische Veranderungen der Strahlung wirklich vorkommen, wird wahrscheinlich gemacht durch die verhaltnissmassig grosse Anzahl Ueber-

') Wahrscheinlicher Uebergangssterne, I. weil sich die Temperatur des gegemvartigen Klimas in mittleren Breiten von der des pleistociinen weniger unterscheidet als von der des mitteltertiiiren (ungefahr bloss die Hiilfte), wahrend doch die roten Sterne etwa ebensoviel kühler sind als die gelben, wie die weissen warmer sind, 2. weil der ersterwahnte Temperaturunterschied ungelahr bloss viermal so gross ist als die Oscillation der Temperatur in der von Brückner entdeckten 35-j;ihrigen Periode, für die man auf der Sonne noch keine correspondirenden Veranderungen nachgewiesen hat, obwol Vieles darauf hinweist, dass auch sie durch Veranderungen in der Sonnenstrahlung verursacht wird, und 3. weil die Erde sich jetzt in einer Periode befindet, die um ein Geringes kühler ist als die mittleren Interglacialzeiten, und die klima-tisch genauere Uebereinstimmung zeigt mit den Uebergangszeiten zwischen Eis- und Interglacialperioden (Brückner, Klimaschwankungen, p. 314), wahrend die Sonne jetzt doch den reinen Typus eines gelben Sternes repriisentirt.

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gang-ssterne zwischen der zweiten und dritten Classe, femer durch die Thatsache, dass eine Anzahl gelber Sterne periodi-schen Veranderungen von viel kürzerer Dauer unterworfen ist, wobei die Breite und Dunkelheit der Linien zunimmt und selbst Spuren saulenförmiger Zonen auftreten, wie sie fur die Sterne der dritten Classe charakteristisch sind; dadurch ferner, dass viele veranderliche Sterne auch zur Uebergangsgruppe und die meisten zur dritten Classe geboren; und endlich dadurch, dass auch im Körper unserer Sonne kurze periodische Veranderungen vor sich gehen, von denen wenigstens eine elfjahrige Periode der Sonnen-flecken mit Sicherheit bewiesen ist. Wo es solche periodische Veranderungen von kurzer Dauer giebt, da können auch langere Perioden als wahrscheinlich angenommen werden, womit die statistischen Ergebnisse der Sternclassen ebenso gut in Einklang zu bringen sind, wie unsere Kenntnisse vom physikalischen und chemischen Zustande der Sonne, sowie die geologischen Erscheinungen darauf hinweisen. Seit der Zeit da die Sonne in ihren gegenwartigen, schon be-tnichtlich kühleren Zustand eines gelben Sternes eintrat, wobei eine grosse Anzahl chemischer Elemente in ihrer Atmosphare zum Vorschein kam, bildeten sich — durch die Möglichkeit namlich des Entstehens chemischer Verbindun-gen — gewiss Bedingungen, unter denen es zu periodischen Veranderungen der Strahlung kommen kann, und wieder-holt hat man in den letzten Jahren auch für die elfjahrige Periode der Sonnenflecken darauf hingewiesen, dass diese Veranderlichkeit chemisch erklart werden könne. Die geologischen Erscheinungen der Pleistocanperiode lassen sich auf diese Art gut erklaren. Wenn auch die Schatzungen in Betreff der Dauer der ganzen Periode zu sehr ungleichen Resultaten geführt haben, soviel steht fest, dass die Interglacial-zeiten von sehr langer Dauer gewesen sein mussen, jede

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einzelne von viel langerer, als die postglaciale Zeit, in der wir leben. Diese kann demnach sehr wol, auch was ihre Dauer betrifft, das Aequivalent der intergiacialen Perioden sein, mit denen sie in ihren klimatischen Verhaltnissen ganz übereinstimmt. Es ist auch wahrscheinlich, dass die intergiacialen Perioden ebenfalls absolut viel langer gedauerthaben, als die eigentlichen Eiszeiten, sodass die gesammte Dauer der ersteren — vergangener und zukiinftiger — zur Anzahl der gelben Sterne, die gesammten Eiszeiten zur Anzahl der Uebergangssteme zu den roten (vielleicht, aber unwahrscheinlich, inclusive die roten Sterne selbst) in ein Verhalt-niss gebracht werden können. Alles weist darauf hin, dass im gelben Stadium in langen Schwankungen, immer wahrend einer verhaltnissmassig kurzen Zeit, chemische Vorbindun-gen auftreten durch die der Stern eine rötliche (oder rote) Farbe erhalt, und im Spectrum brei tere und dunklere Linien (die die Anwesenheit einer dickeren Atmosphare anzeigen) und dunkle Bander oder Saulen (die Kennzeichen für das Vorhandensein chemischer Verbindungen) erscheinen. Wegen der übrigens geringen und gleichmassigen Abnahme der Strahlung wahrend des gelben Stadiums, werden diese Schwankungen sich vermutlich lange Zeit hindurch wiederholen, ohne betrachtliche Beschleunigung und Verkürzung der Zwischenperioden, und erst kurz vor dem Ende des Sonnenlebens wird die intermittirende kühle Periode rasch anwachsen und auch alsbald der Körper der Sonne bleibend rot und endlich dunkel geworden sein.

Die Sonnenwarme ist böchst wahrscheinlich nur Verdichtungs-warme. Scheinbarer Widerspruch mit geologischen und biologischen Ergebnissen.

Kehren wir nun zum Ursprung der Sonnenwarme zurück. Mit Helmholtz und Thomson sucht man diesen jetzt

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beinahe ausschliesslich in dem Arbeitsvermogen, das die Sonne durch die gegenseitige Anziehung ihrer Teile besitzt. Bevor die Materie aus der die Sonne besteht e i n e n Körper bildete und heiss ward, muss sie in Form kalter Massen im Weltenraume existirt haben. Nach Helmholtz und Thomson ist die Kraft, welche ihre Vereinigung bewirkte, die Gravitation oder allgemeine Anziehungskraft der xlimmels-körper. und auf dieser Voraussetzung beruhen ihro Berech-nungen über die Dauer der Sonnenwarme. Thomson ^r) untersuchte, ob die Sonnenmasse nicht noch durch andere Krafte zusammenzutreten vermocht hatte. Es können, sagt der grosse Physiker, zwei kalte Körper mit der durch die gegenseitige Anziehung bewirkten Geschwindigkeit, auf einander gestossen sein. Mit „enormously less probabilityquot; können es auch zwei Massen gewesen sein, die mit viel grösserer Geschwindigkeit, als der der beider-seitigen Gravitation, collidirten. Dazu hatten ihre Eigenbewe-gungen beinahe vollkommen auf ihre Mittelpunkte gerichtet sein mussen. Selbst bei relativ geringer Geschwindigkeit dieser Eigenbewegungen hatte eine kleine Ablenkung von der Richtung zu einander die Collision verhindem, oder bewirken können, dass die bereits collidirten Körper sich wieder trennten und dann um das gemeinschaftliche Trilg-heitscentrum drehten. Die Wahrscheinlichkeit, dass aus einer grossen Anzahl einander anziehender, im Weltenraum zer-streuter Körper zwei benachbarte zusammenstossen, ist viel grosser, wenn diese Körper sich im Ruhezustande bennden, als wenn sie sich in allerlei willkürlichen Richtungen bewegen mit Geschwindigkeiten, die, im Vergleiche mit den ledig-lich durch die gegenseitige Anziehung erhaltenen, betrachtlich sind, und im letzteren Falie wird die Wahrscheinlichkeit

¹) Sir W. Thomson, The Sun's Heat. 1. c. p. 13 sqq.

óg

immer geringer, je grosser die Geschwindigkeiten der Eigenbewegungen sind. In Wirklichkeit besitzen nun viele Sterne und auch unsere Sonne eine Eigenbewegung. Die Geschwindigkeit derselben ist aber meistens sehr klein im Vergleiche mit der, welche ein Körper durch die Anziehung der Sonne erhalt. Wahrend diese letztere 612 K.AI. be-tragt, kommen am Sternenhimmel nur wenig Bewegungen von mehr als 60 K.M. Geschwindigkeit vor, und die der meisten Steme ist eine viel geringere. ^ Einzelne Steme aber, wie 1830 Groombridge, 9352 Lacaille, 61 des Schwan und ein Paar andere besitzen eine so schnelle Bewegung, dass es scheint, dass diese nicht durch die Gravitation verursacht ist, wenigstens wenn man mit Newcomb ²) nur die sichtbaren Sterne in Rechnung bringt. In Wirklichkeit jedoch muss die Masse und die Zahl der im Raume existirenden dunklen Körper, aus denen die leuchtenden nur bei einem seltenen Zusammentreffen günstiger Umstande entstehen, wahr-scheinlich um Vieles grosser sein, als die der leuchtenden Sterne, und so mag selbst 1830 Groombridge seine Geschwindigkeit der Gravitation zu verdanken haben. Jeden-falls aber kommen am Himmel verhaltnissmassig- betracht-liche Geschwindigkeiten höchst selten vor, und dadurch wird es um so unwahrscheinlicher, dass die Energie unserer Sonne und der anderen Sterne in bedeutendem Maasse die-sem Umstande zu verdanken ist.

') Aus photographischen Spectralbeobachtungen von H. C. Vogel in Potsdam und aus genauen directen Mcssungen von Spectra-Verschiebungen, die J. Keeler von der Lick-Sternwarte auf Mount Hamilton vornahm (Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 11, p. 265) hat sich herausgestellt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit einer grossen Anzahl Sterne eine viel geringere ist, als früher — zum Beispiel zu Greenwich — bestimmt wurde, durchschnittlich ungefahr die Halfte, namlich nach den Potsdamer Bestimmungen 17 K. M.

²) Popular Astronomy. 1878, p. 487.

7°

Auch kann, sagt Thomson ferner, unsere Sonne aus einer grossen Anzahl sich in verschiedenen Richtungen bewegender Körper entstanden sein, und auch dann muss die Wahrscheinlichkeit einer Collision um so geringer werden, je grosser das resultirende Moment dieser Bewegungen ist. Auch dann ist für das Zusammenstossen Ruhe der gün-stigste und grosse Geschwindigkeit der Eigenbewegung der ungünstigste Zustand.

J. Croll stellt dieser, auf dem festen Boden der Wahr-scheinlichkeitsrechnung stehenden Gravitationstheorie seine „Impact-quot; oder Stosstheorie gegenüber. ^ Er glaubt, dass die Körper, aus denen die Sonne sich aufgebaut hat, eine Eigenbewegung besessen haben, die viel grosser war, als diejenige, welche allein durch Gravitation hatte entstehen können, und, indem er zugiebt, dass eine Collision dadurch viel unwahrscheinlicher war, erblickt er gerade in dieser Unwahrscheinlichkeit den Beweis für die Richtigkeit seiner Auffassung. Er ist der Meinung, dass Collisionen gerade sehr selten sein müssen, sonst würde das Weltall sich nicht in dem Zustande befinden, den wir kennen. Seine Gründe erscheinen jedoch ausserst hinfallig, und die Wahrscheinlichkeit, dass Himmelskörper mit der von ihm vorausge-setzten Geschwindigkeit, collidiren, ist eine so ausserordentlich kleine, dass wir trotz der grossen Menge dunkier Körper in unserer Welt und trotz der langen Dauer des individuellen Sternenlcbens, beinahe keine Steme sehen könnten. Croll wird zur „impact-theoryquot; gebracht durch seine Hypothese zur Erklarung der pleistocanen Vereisung, die für die

') Man sehe namentlich; Climate and Time in their Geological Relations. London 1875, p. 353 sqq.; Discussions on Climate and Cosmology. Edinburgh 1886, Chapter xviii und xix, und: Stellar Evolution and its Relations to Geological Time. London 1889.

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Existenz lebender Wesen auf der Erde eine langere Zeit beansprucht, als die Dauer der aus der allgemein angenom-menen Quelle entspringenden Sonnenwarme zugesteht. Den hauptsachlichsten Beweis für die Richtigkeit seiner Auffas-sungen findet Croll darin, dass Geologen und Biologen für die geologische Schichtenbildung und für die Entwicke-lung des Lebens auf der Erde mehr Zeit in Anspruch nehmen als die 20 Millionen Jahre, welche die Physiker dafür als Maximum zur Verfügung stellen konnten. Durch Messung der von den Elüssen abgelagerten Sedimente kann man erfahren, wie gross durchschnittlich die Denudation des festen Landes ist, und auf diese Weise lilsst es sich, untcr Voraussetzung der heutigen Bedingungen auch fürdieVer-gangenheit, berechnen, wie viel Zeit zur Bildung der sedimentaren Schichten, aus denen jetzt die Gebirge der Erde bestehen, nötig war. Diese Schatzungen sind jedoch nur sehr annahernde und führen zu sehr verschiedenen Resultaten. Es ist fernerhin möglich und sogar sehr wahr-scheinlich, dass in früheren Zeiten die Denudation viel bedeutender war. Sie hangt in erster Linie von der Regen-men ge und deshalb vom Eeuchtigkeitszustande der Luft ab. Die Denudation und die mit ihr Hand in Hand gehende Verwitterung der Gesteine ist zweifellos in den Tropen am Betrachtlichsten, und wirklich sehen wir auch, dass gegen den Aequator hin der Regenfall stark zunimmt, so dass er nach Murray daselbst zwei- bis dreimal so gross ist als in mittleren Breiten. ^ Zur Zeit der so viel mehr Warme aus-

') J. Murray, On the total annual Rainfall on the Land of the Globe. Scottish Geographical Magazine. Vol. III. 1887, p. 65.

Im malayischen Archipel ist der Regenfall für eine gleiche Oberflache sogar fünf-, durchschnittlich in der Nahe des Aequators viermal so gross als in Europa. Dabei hat das Regenwasser in den Tropen einen zehnmal grosseren Gehalt an Salpetersiiure.

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strahlenden weissen Sonne muss die Atmosphare eine aus-serordentlich grosse Menge Wasserdampf enthalten haben, und zwar über der ganzen Erde, denn wenn auch die Gegenden höherer Breiten den Tropen gegenüber an Zunahme der direct zugestrahlten Warme relativ zu kurz kamen, so wurde ihnen dies durch die sehr warmen Meeresströmungen und milden Winde vergütet, deren Dampfe sich über dem Lande reichlich condensiren mussten. Die Verwitterungs-vorgange werden überdies (bei relativ gleichbleibender Befeuchtung) durch höhere Temperatur wesentlich befbrdert, und auch die Vegetation ist ein wichtiger Factor. ^ Wahrend der Zeit, da die Sonne noch in starkerem Strome der Erde von ihrer Energie spendete, muss zugleich der durch diese unterhaltene Kreislauf des Wassers krilftiger und es müssen somit seine mechanischen Wirkungen der Erosion und des Transportes der gelösten und festen Verwitterungsprodukte bedeutender gewesen sein. Es wird daher keineswegs übertricben sein, wenn wir annehmen, dass zu jener Zeit die Denudation wol zehnmal intensiver gewesen sein mag, als sie jetzt in mittleren Breiten ist, — und so sehen wir, dass die geologischen Zeitbestimmungen far die iilteren Perioden nicht jenen Wert besitzen, den Croll und Andere ihnen zuschreiben.

Relativ mehr Vertrauen verdienen die biologischen Gründe für die Annahme einer sehr langen Dauer der Sonnen-warme. Die Evolution der Organismenwelt geht ausserst

') F. von Richthofen in : G. Neumayer's Anleitucg zu wissenschaftlichen Beobachtungen auf Rcisen. 2te Auflage, Bd. I. Berlin 1888, p. 230—231.

Vgl. auch: J. C. Russell, Subaerial Decay of Rocks. Bulletin of the U. S. Geol. Survey N». 52. Washington 1889.

Nachdem MOxtz gezeigt hat, dass bei der Vcrwitterung der Felsen Bakterien (Nitromonas) die Hauptrolle spielen, ist jene Bedeutung der Feuchtigkeit und der Temperatur wol begreiflich geworden.

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langsam vor sich. Die Entwickelung des dreizehigen Hyracothcrium (Orohippus) zum echten Pferde, die man gut verfolgen kann, nahm die ganze Tertiarporiode in Anspruch; Fledermause und Walfische, diese sonderbaren Modificationen des Saugetiertypus, finden sich in der eocanen Formation bereits vollkommen entwickelt, und gewiss genügte nach diesem Maassstabe die lange Zeit seit Beginn des palaeozoischen Zeitalters nicht zur Entwickelung des ganzen Saugetierstammes. Die geologisch altesten Sauge-tiere, die wir kennen, die Multituherculaten, lebten in der Triasperiode; obwol wahrscheinlich mit dem niedrigst orga,nisirten lebenden Zweige, den Monotremen, verwandt, und vielleicht zu ihm gehorend, sind sie doch morphologisch von niedriger organisirten Wirbeltierklassen auch schon so weit entfernt, dass wir mit Wallace „on the lowest estimatequot; den Ursprung der Saugetiere sehr weit zurück in die palaeozoische Zeit versetzen müssen. ¹) Dasselbe ist nach Marsh und Fürbringer sehr wahrscheinlich für die Vogel der Fall;²) die ersten Anfange von Flugvermögen bei den Ahnen dieser so wunderbar differenzirten Classe fallen jedenfalls schon in den Beginn des Jura, wenn nicht in die Trias. ^s) Nicht bei Haupttypen oder Classen, sondern bis heute nur bei kleineren Gruppen gelang es die Entwickelung zu verfolgen und ihren Anfang zu entdecken. Je naher wir das alte Leben kennen lernen, um so weiter müssen

¹

') A. R. Wallace, Island Life. London 1880, p. 205.

Vgl. auch Th. H. Huxley's schone Rede über die Palacontologie und die Evolutionslehre, Anniversary Address to the Geological Society of London im Jahre 1870. Proceed. Geol. Society 1870.

²

) O. C. Marsh, Amer, Journ. of Science, Vol. 2, 1881.

Max Fürbringer, Untersuchungen zur Morphologic und Systematik der Vogel. Amsterdam 1888, p. 1571.

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wir das erste Auftreten der höheren Form en in die Vergan-genheit zurückverlegen. Bei den Pflanzen dachte man sich den Beginn der Dicotylen erst in der Tertiar- spater in der Kreideperiode, und jetzt hat man diese hochstehende Classe auch schon in der Juraperiode entdeckt. ¹) lm Allgemeinen stehen die altesten Reprasentanten, die wir von den ein-zelnen Classen kennen, nicht am Anfange der Entwickelung, und Darwin halt es für unbestreitbar, dass vor der Bildung der untersten cambrischen Schichten lange Perioden ver-flossen sind, die ebenso lange oder wahrscheinlich viel langer gedauert haben, als der ganze Zeitraum von der cambrischen Zeit bis heute, und dass dieser wahrend uner-messlichen Perioden die Erde von lebenden Wesen wim-melte. Wallace, der in dieser Sache mehr vielleicht als irgend ein Anderer zu einem Urteil berechtigt ist, glaubt, dass die Zeit seit Beginn des Lebens auf der Erde nicht viel weniger als zwei und ein halb mal so lang sein kann, als die, welche seit der cambrischen Periode verflossen ist; indessen halt er es für nicht umvahrscheinlich, dass jene Zeit langer war, weil, wie man allgemein annimmt, die durch Veranderungen in der Umgebung erzeugte Reaction des Organismus, bei niedrigen und einfachen Lebensformen weniger intensiv war als bei hohen und complicirten, wodurch der Fortschritt der organischen Entwickelung ungezahlte Jahrhun-derte hindurch ein aussergewöhnlich langsamer gewesen sein mag. ²)

Jedoch kann auch die organische Entwickelung unterder Herrschaft der weissen Sonne schneller vor sich gegangen sein, als zum Beispiel in der Tertiarperiode, in der wir die Entwickelung einiger Formen genau verfolgen können, und

¹

') G. de Saporta in der Revue générale de Botanique, Vol. II, 1890.

²

) Wallace, Island Life, p. 205.

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in der Licht und Warme der Sonne schon im Abnehmen begriffen waren. Diese Entwickelung' hangt in letzter Instanz ab vom Vorkommen zahlreicher und vielseitiger, individuelier, erblicher Abweichungen vom Typus der Mittelform jeder Species, und nach Darwin liegt die wahrscheinlich wichtigste gunstige Bedingung für diese morphologischen und physiologischen Abweichungen in übermassiger Ernah-rung'; ') wahrend dagegen in der Tertiarzeit die Emahrungs-verhaltnisse eine fortwahrende Einschrankung erlitten. Auch werden die vortertiaren günstigeren Verhaltnisse die organische Evolution dadurch befördert haben, dass die Anzahl der für die Selection verfügbaren Individuen einer Art grosser sein konnte, wobei mit der Anzahl der Individuen in Folge vermehrter Kreuzung, nach Weismann's Verer-bungstheorie, die Variabilitat selbst in hohem Grade zuneh-men musste. Die feuchte, gleichmassige Warme der Atmo-sphare und die grossere Intensitat des Sonnenlichtes werden ü b e r a 11 in hohem Maasse den Pflanzenwuchs direct, und durch denselben das Tierleben gefördert haben. Die Palaeon-tologie liefert viele directe Beweise, dass eine reichere Entfaltung dieses letzteren wirklich bestanden hat. Seit der Mitte der Tertiiirzeit wird also die organische Evolution zum Mindesten bedeutend langsamer vor sich gegangen sein müssen. ¹)

¹

) Besonders als am Ende der Tertiarperiode die Sonne rasch in ihr gelbes nnd darauf ihr in glaeiales Stadium eintrat. Damit ist denn auch eine plausible Erklamng des grossen Riitsels, wie Neumayr die Erscheinung nennt, gegeben, dass die reiche tertiare Silugetierfauna und ihre zahlreichen grossen diluvialen Nachkomraen auf der ganzen Erde ausstarben, weshalb wir heute überall inmitten einer sehr verarmten Fauna leben — „eine Erscheinung die uns aber zeigt, dass in irgend einer noch nicht erkennbaren Weise und aus noch unbekann-ten Gründen wahrend der Diluvialperiode tiefgreifende Aenderungen der Lebens-

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Auch das Tierleben kann vielleicht unmittelbar durch das intensive Licht der weissen Sonne begünstigt worden sein. Moleschott, Pflüger, von Platen und Andere batten früher gefunden, dass das Licht den Stoffwechsel tierischer Organismen und Gewebe befördert. Moleschott und Fubini batten ferner gesehen, dass auch bei blinden Tieren blau-violettes Licht ebenso wirksam ist als weisses, wabrend Rot viel geringeren Einfluss besitzt. ¹) Spater fanden Fubini und Spalitta, ²) dass bei Saugetieren und Vögeln gerade blaues und violettes Licht den geringsten Einfluss haben; nur bei Kroten kam diesen Farben die maximale Einwirkung zu. Schon Pflüger vermutete, dass diese starke Zunahme des Stoffwechsels indirect durch reflectorisch angeregte Muskel-bewegungen oder durch Erhöhung des Muskeltonus verur-sacht sein möge, und in der That lehrten Experimente, die

bedingungen sicli über die grosse Mehrzahl aller Festliinder der Erde geltend gemacht haben, Wirkungen von allgemeinerer Bedeutung und Ausdelmung als irgend welche Ursachenquot; (wie zu weit gehende Specialisirung, directer Einfluss der Eiszeit oder Ausrottung durch den Menschen), „die man für Jieselben anzunehmen, etwa geneigt sein könnte.quot; (M. Neumayr, Die Stamme des Thierreiches. Wien und Prag 1889, p. 140. Vgl. auch seine: Erdgeschichte. Bd. II, p. 475 uⁿd 615). Wegen vermindcrter Variabilitat und Beschrankung des Materiales zur Selection wird niimlich die unausgesetzt nötige Anpassungs-fahigkeit — jene ohne bemerkbare morphologische Veranderungen mit einbe-griflen — an veranderte iiussere Verhiiltnisse (und diese erfuhren in Folge der verminderten Sonnenstrahlung damals so tiefgreifende Aenderungen!) immer mehr abgenommen haben. Das hat auf die Dauer notwendiger Weise zum Untergange vieler Arten, an erster Stelle der individuenarmeren, weniger frucht-baren und eine grössere Menge von Nahrung bedürftigen von sehr grossen Tieren filhren müssen. So allein erscheint es begreiflich wie so viele Arten in allen Erdteilen ohne Kampf mit siegreich concurrirenden Lebewesen verhaltnissmassig rasch ganzlich erloschen sind und dass nicht bloss eine Verminderung der Individuenzahl jeder Art stattgefunden hat.

') Moleschott's Untersuchungen. Bd. 12, p. 26Ó—428.

²) Ibid. Bd. 13, p. 563.

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Loeb mit Schmetterlingspuppen anstellte, ^ dass, wenn Muskclbewegungen und Veranderungen des Tonus ausge-schlossen sind, die Oxydation in den Geweben nur sehr wenig zunimmt. Zu einem kleinen Teile muss der erhöhte Stoffwechsel doch dem directen Einflusse des Lichtes zuge-schrieben werden, und Moleschott und Fubini sahen dann auch schon, dass sogar blinde Tiere, wenn auch in gerin-gerem Grade, diesem Einflusse des Lichtes unterworfen sind, wie spater auch von Martin und Friedenwald bestiltigt wurde. ¹) Es scheint demnach wol festzustehen, dass das Licht im Allgemeinen den tierischen Stoffwechsel auch auf directe Weise befördert, und es ist auch beinahe gewiss, dass an dieser Wirkung die starker brechbaren Strahlen am violetten Ende des Spectrums, die sogenannten chemischen Strahlen, den grössten Anteil haben.

Wohlbekannt ist fern er auch der Einfluss des Lichtes auf das Wachstum der Pflanzen, der sich meist dadurch geltend macht, dass er das Langenwachstum verlangsamt (Etiole-ment und positiver Heliotropismus), seltener dadurch, dass er desselbe befördert (negativer Heliotropismus). Dieser Einfluss kommt fast ausschiesslich auf Rechnung der Strahlen hoher Brechbarkeit, und das Maximum der Wirkung entspricht der Grenze zwischen dem Violett und dem Ultraviolett. Demnach flndet sich auch hier ein deutlicher Einfluss auf den Stoffwechsel, des Lichtes im Allgemeinen und besonders der „chemischenquot; Strahlen des Spectrums.

Der Stoffwechsel und demzufolge alle Lebensausserun-gen — deren auch die phylogenetische Entwickelung eine ist — können demnach bei Tieren und Pflanzen unter der weissen Sonne kraftiger gewesen sein.

¹

) H. N. Martin unci J. Friedenwald in: Studies from the Biological Laboratory of the John Hopkins University. Baltimore. Vol. 4, 1890.

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In der anorganischen Natur werden die lichtempfindlichen Substanzen fast nur von den starker brechbaren Strahlen des Spectrums, besonders von denen im Blau, im Indigo, im Violett und Ultraviolett zerlegt. ^ Es ist nun hochst merkwür-dig, dass dem gegenüber die Zerlegungsprozesse der, resp. durch Vermittelung der hauptsachlichsten lichtempfindlichen StofFe in der organischen Natur, des Sehpurpurs der Augen-netzhaut und des Chlorophylls der grünen Pflanzenteile, die beide ein so inniges Band zwischen Licht und Leben bilden — wol das innigste, das zwischen irgend einer Erscheinung der Aussenwelt und dem Organismus besteht — nicht in erster Linie durch die „chemischenquot; Strahlen am violetten Ende des Sonnenspectrums, sondern durch die e n e r g i-sc hesten beeinflusst werden. Die Curve, welche den Hel-ligkeitswert der Farben des Spectrums darstellt, erreicht ihren Gipfelpunkt in der Nahe der Mitte des Spectrums und sinkt nach den beiden Enden zu ab — und die Curve des als Assimilation bezeichneten Vorganges der Zerlegung der Kohlensaure und des Wassers in ihre Elemente, dieses hauptsachlichsten Ernahrungsprozesses der Pflanzen, der durch Vermittelung des Chlorophylls stattfindet, entspricht beinahe vollkommen dieser Lichtcurve. Nach Langley's neueren Bestimmungen mit dem Beugungsspectrum und dem Bolometer ¹), liegt auch das Maximum der Energie nicht im Ultrarot, sondern, gleich dem der Lichtintensitat

¹

) S. P. Langley, Distribution de l'énergie dans le spectre solaire normal. Comptes rendus de 1'Académie des Sciences. T. 92. Paris 1873, p. 701.

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und der Assimilation der grünen Pflanzenteile, im Gelb. ¹) Ich kann es nicht unterlassen, auf diese auffallende Ueberein-stimmung hinzuweisen, die man nach der Art des stoff-lichen Prozesses hier am Wenigsten erwarten wtirde; sie ist eines der schönsten Beispiele der Anpassung des Organis-mus an die Umgebung und die Verhaltnisse, unter denen er lebt. Unter einer gelben Sonne muss es im Kampfe ums Dasein in der That ein grosser Vorteil sein, wenn Gelb die deutlichste Farbe ist, und wenn gelbe Strahlen die Ernahrung der Pflanzen am Meisten befördern. Nimmt man diese Ursache der sonderbaren Erscheinung an, dann muss man es gleichfalls für sehr wahrscheinlich halten, dass zur Zeit, da noch die grösste Energie des Sonnenlichtes blauen und violetten Strahlen zukam, gerade diese, mehr als die anderen das Sehorgan erregt und die kraftigste Assimilation in der Pflanzenwelt werden bewirkt haben.

Indem also damals die eigentlichen chemischen Strahlen die grösste Wirkung hervorbrachten, konnten diese wichtigen Lebensprozesse, das Sehen der Tiere und die Assimilation der Pflanzen, kraftiger sein. Demnach wird die vortertiare Sonne auch in der Weise die Entwickelung der Organis-menwelt beschleunigt haben, dass sie, durch die Qualitat ihres Lichtes, die Tiere zu heftigerem Kampfe ums Dasein zurüstete und einen üppigeren Pflanzenwuchs erzeugte.

Weitere Umsta.nde zu Gunsten der Ansicht, dass die geologischen Klimaanderungen durch die Entwickelungsgeschichte der Sonne zu erklaren sind.

Durch die Annahme dass die Sonne, vor geologisch nicht so langer Zeit, in dem Zustande eines weissen Sternes ver-

') Hann (Handbuch der Klimatologie. Stuttgart 1883, p. 27) machte bereits auf diese Uebereinstimmung der drei Maxima aufmerksam. — Links und rechts

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kehrte, lasst sich die haufig vorkommende Rotblindheit als Atavismus, als eine negative Erbschaft aus jener langen Zeit betrachten und erklaren, da das Auge unserer Vorfahren für rote Strahlen (die im weissen Stadium der Sonne fast gar nicht zugegen waren) noch nicht empfindlich war. — A. koenig ^ und spater W. Uhthoff ¹) fanden beim normalen Auge ein kleineres „zweites Maximumquot; der Far-benempfindlichkeit im Blau; nach obiger Betrachtungs-weise also als physiologisches Rudiment aufzufassen. — Mit der Annahme, dass das Maximum der Energie des Sonnen-spectrums lange Zeit hindurch successive in der Nahe desBlau-Violett (bis in die Tertiarperiode), der Mitte des gegenwar-tigen Spectrums (Prae- und Interglacialzeiten) und des Rot (Glacialzeitcn) verweilt hat, ist im Einklang die Young-helmholtz'sche Theorie der Farbenempfindung; diese erhalt dadurch eine genetische und causale Grundlage. Die wahrend der früheren Zustande des Sonnenlichtes jedesmal für die Helligkeitsempfindung erworbeneAnpas-sung blieb namlich danach erhalten, weil sie nun nützlich war zur Unterscheidung der Qualitat des Lichtes; das ur-sprünglich monochromatische Auge ward zu einem dichro-matischen und dieses zum heutigen trichromatischen Auge. Die F arbenempfindung entwickelte sich als i n d i-recte Folge der Veranderungen in der Art des Sonnenlichtes. ²) So entsprechen den Energiecurven jener Sonnen-spectren ganz die Curven, welche die Erregungsintensitaten

¹

) Graefe's Archiv für Ophthalm. Bd. XXXIV. 4, p. I.

²

) Hiernach ware als die mittlere Grundfarbe grünliches Gelb zu wahlen.

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für die drei Grundfarben angeben. Auch wird dadurch be-greiflich, dass Rot die am Schwersten erregende Farbe ist, dass beim dichromatischen Auge am Haufigsten die Em-pfindung des Rot fehlt, und dass die perifere Ausdehnung des Gesichtsfeldes für Rot am Geringsten, für Blau am Grössten ist, wahrend dagegen in der Mitte dor Retina (durch die gelbe Farbung rings um die Fovea centralis) alles Blau und Violett etwas dunkier wird. ¹)

Nach den Experimenten von Paul Bert und Sir John Lubbock mit Daphniden scheint sich das Auge sogar sebr niedriger Tiere, Farben gegenüber, der Hauptsache nach wie das menschliche zu verhalten. ²)

Ein schönes Beispiel einer indirecten Anpassung des Orga-nismus an die gegenwartige Art des Sonnenlichts liefertsodann die Phosphorescenz der Leuchtkafer. Das von diesen Tieren ausgestrahlte starke Licht besteht fast ganz aus den grünen und gelben Strahlen aus der Mitte des Sonnenspectrums, enthalt nur ausserst wenig Blau und Orange und weder Rot, noch Violett. ³) Dass das Maximum der Energie dieses Spectrums, gleich dem der Empnndlichkeit des Auges für Strahlen von verschiedener Wellenlange ein Wenig gegen das Violett zu, an dem der maximalen Energie des Sonnenspectrums vorbei liegt, kann möglicher Weise auch als ein Ueberbleibsel aus der Zeit betrachtet werden, dadiegrösste Kraft des Spectrums der Sonne Strahlen kleinerer Wellen-lange als in ihrem gegenwartigen Zustande angehörte.

6

¹

') Mehr als Goethe selbst ahnte, liegt Wahrheit in dem Spruch: War' nicht das Auge sonneuhaft,

Die Sonne könnt' es nie erblicken.

²

quot;) Raphael Dubois wies ein ahnliches Verhalten auch an den augenlosen, aber sehr lichtempfindlichen Siphonen der Bohrmuschel nach (Comptes rendus de 1'Académie des Sciences. Paris i88q. T. 109. p. 233 sqq. und 320 sqq.).

³

) S. P. Langley and F. W. Very, On the cheapest Foru of Light. Amer. Journal of Science. 1890. Vol. 40, p. 97—113.

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In der weitesten Ausdehnung finden wir die hier ver-tretenen Ansichten in der Pflanzenwelt bestatigt.

In ahnlicher Weise, als Folge von Anpassung und Ver-erbung, wie die Farbenempfindung des Auges, ist, wie mir scheint, die Vorliebe der Natur für Grün im Pflarzenreich zu deuten. Das Spectrum des Chlorophyllfarbstoffes zeigt starke Absorption im Blau und Violett, im Orange und Rot, weniger starke im Gelb, sehr schwache im Grün. Deswegen erscheint uns der Farbstoff in den Pflanzen grün. Das Arbeitsvermögen der von diesem sensibilisatorischen Farbstoffe absorbirten Strahlen wird in Arbeitsvermögen anderer Form umgesetzt und zwar (wie daraus ersichtlich, dass blaue Strahlen bei dem Assimilationsprocess nur ver-haltnissmassig geringe, gelbe dagegen die starkste Wirkung haben) nicht nur in der Form chemischer Wirkung, sondern es wird teilweise zu Fluorescenz und Warme. Wahrend die sich in chemischer Aenderung der Molekeln aussernde Wirkung der Strahlen verschiedener Wellenlange fast vollkommen der Energie dieser Strahlen entspricht, indem beider Curven, aus-ser in ihrer Steilheit, nur darin von einander abweichen, dass die der Assimilation etwas nach der roten Seite des Spectrums hin verschoben ist, haben die blauen, die orange und roten Strahlen daneben noch eine bedeutende andere Wirkung auf die Molekeln. — Wie heute die Molekularstructur des die Assimilation vermittelnden Chromophylls sich dem Lichte einer gelben Sonne angepasst hat, so hatte sie — wenn die in dieser Arbeit niedergelegten Ansichten richtig sind — sich einst auch dem Lichte einer Sonne, die reich war an blauen und violetten Strahlen, und einer Sonne mit über-wiegenden orange und roten Strahlen angepasst, und es liegt auf der Hand die starke Extinction gerade dieser unter den gegenwartigen Sonnenstrahlen als Nachklange, und ihre heutige Wirkungen als physiologische Homologien der

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Assimilationsprocesse aus jenen Zeiten zu betrachten. Die assimilirende Wirkung muss stets auch mit Extinction Hand in Hand gehen, ') und so kann man sich vorstellen, wie durch eine geringfügige Aenderung der Molekularstructur, anstatt chemischer Wirkung, Arbeit in anderer Form geleistet wird und dass also als jene abnahm die betreffen den Strahlen der Extinction, aber nun durch Fluorescenz und Warme, unterworfen blieben. Im Orange scheint dieser Abanderungs-process noch im Fortgange begriffen, und als physiologisches Rudiment ist dann wieder die relativ starke assimilirende Wirkung der orange Strahlen aufzufassen, hier auf der anderen Seite als bei der Farbenempfindung nachgeblieben, wol weil hier die Anpassungsfahigkeit, beim Auge die Verer-bung am Meisten zur Geltung kam. Wahrend des uner-messlich langen Zeitraumes, da die specifisch chemischen blauen Strahlen die vorherrschenden waren, muss die Anpas-sung an diese sehr vollkommen und eng, und ihre assimilirende Wirkung sehr kraftig geworden sein, und in der Uebergangszeit zum gelben Stadium der Sonne, wo die blauen Strahlen immer noch sehr reichlich vorhanden waren, wird diese Anpassung sich lange erhalten haben, in ahnlicher Weise wie heute die an die orange Strahlen. Aber wegen ihrer Vollkommenheit und der starken Wirkung der betrefFenden Strahlen würde Anpassung an die damals vorherrschenden Strahlen zwischen Blau und Gelb ohne

') Dcm Draper-VoGELschen „photochemischen Absorptionsgesetzquot; zufolge welches besagt, dass nur dicjenigen Strahlen chemisch auf einen Körper wir-ken, welche von demselben, resp. dem optischen Sensibilisator, verschluckt werden. (H. W. Vogel, Handbuch der Photographic, i. Theil 4^te Auflage. Berlin 1890, p. 58, und: J. M. Eder, Die chemischen Wirkungcn des Lichtes. Ilalle 1891, p. 153). Th. W. Engelmann (Farbe und Assimilation. Botanische Zeitung. 61. 1883) bewies dessen Gültigkeit speciell auch für den Assi-milationsprocess.

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Nutzen gewesen sein und demzufolge ist diese nie in merk-licher Weise zu Stande gekommen.

In diesem Zusammenhange betrachtet, verdankt diejetzt-welt auch die schone Smaragdfarbe von Floras Kleide j enen grossen Aenderungen der Sonnenstrahlung. ^

Ganz sicher scheint mir der Zusammenhang derselben mit einer grossen morphologischen Veranderung der Pflanzen-welt zu sein.

Die wichtigsten Pflanzenformen des palaeozoischen Zeit-alters: die Calamiten, Lepidodendren, Sigillarien, sowie die Equisetaceen, Baumfame, Cycadeen und Coniferen der mesozoischen Periode, waren alle sparlich verzwelgt und besassen Blatter von geringer gesammter Flachenausdehnung, ebenso wie alle existirenden niedrigeren (d. h. alttypischen) Chlo-rophyllpflanzen. Unter den Angiospermen haben auch die, nach Treub's schoner Arbeit¹) mit den Mono- und Dicotylen zusammen (Porogamen) gleichwertigen, und demnach schon aus früher mesozoischen Zeit stammenden Casuarinaceen (Chalazogamen) nur sehr armlich entwickelte Assimilations-organe. Wol existirten bereits zur Kreidezeit und selbst im Jura Pflanzen mit reichlicher Verastelung und ausgedehnterer Gesammtflache der Blattspreiten, Dicotylen, aber sie machten damals von der Vegetation der Erde nur einen sehr beschei-denen Anteil aus. Erst seit der ïertiarzeit drangen sie, von dem Nordpole, ihrem Entwickelungscentrum, ausgehend, die

¹

) M. Treub, Sur les Casuarinées et leur place dans le système naturel. Annales du Jardin botanique de Buitenzorg. Vol. X. Batavia 1891, p. 145—231, 21 Taf.

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iibrigen Pflanzenclassen ganz in den Hintergrund. Es ist diese geringe Flachenausdehnung der Blatter der vortertiaren Chlorophyllpflanzen wol nur durch die relativ kraftigere Assimilation zu erklaren, denn ein reichlicherer Kohlensau-regehalt der Atmosphare kann heute nicht mehr emstlich discutirt werden, gesteigerte Verdunstung war bei den feuchten Klimaten jener Perioden sicher nicht vorhanden, und gewiss ware diese einfache Anpassung bei fur das Leben so hochwichtigen Organen schon lange vor der Tertiarzeit in der Pflanzendecke der Erde zu Stande ge-kommen, wenn sie notwendig gewesen ware.

So zeigt sich denn in der Geschichte der Pflanzenwelt, wie in der der Tierwelt ^l) die grossartige Wirkung jener Einschrankung der unserem Planeten gespendeten Sonnen-energie und sehen wir gerade diese Kargheit der Sonne die Veranlassung werden zur Ausbildung der vollkommen-sten und höchsten Lebensformen. Seine ganze Entwicke-lungsgeschichte aber, schrieb das glanzende Gestirn des Tages in jedes griine Laubblatt und in den Gesichtssinn der Tiere.

') Vgl. namentlich Seite 29—30.

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