James Croll

In der Geologie müssen fast alle zu erklärenden Effekte bereits aufgetreten sein, während in diesen anderen Wissenschaften tatsächlich stattfindende Effekte erklärt werden müssen.

James Croll war ein schottischer Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts, der eine Theorie der Klimavariabilität entwickelte, die auf Veränderungen der Erdumlaufbahn basierte.

Leben

James Croll wurde 1821 auf dem Hof Little Whitefield in der Nähe von Wolfhill in Perthshire, Schottland, geboren. Er war der Sohn von David Croll, einem Maurer, und seiner Frau Janet Geddes. NO1733. Er war größtenteils Autodidakt. Mit 16 Jahren wurde er Lehrling als Stellmacher in Collace in der Nähe von Wolfhill und später aufgrund von Gesundheitsproblemen Teehändler in Elgin, Moray. 1848 heiratete er Isabella Macdonald, Tochter von John Macdonald und Annabella Sime, aus Forres.

In den 1850er Jahren leitete er ein Temperenzhotel in Blairgowrie und war dann Versicherungsagent in Glasgow, Edinburgh und Leicester. 1859 wurde er Hausmeister im Museum der Andersonian University in Glasgow. Er konnte die Universitätsbibliothek nutzen, um Zugang zu Büchern zu bekommen, und brachte sich selbst Physik und Astronomie bei, um seine Ideen zu entwickeln.

Ab 1864 korrespondierte Croll mit Sir Charles Lyell über Verbindungen zwischen Eiszeiten und Variationen in der Erdumlaufbahn. Er theoretisierte, dass Veränderungen der Erdumlaufbahn dazu führen könnten, dass der Golfstrom umgelenkt wird und weniger Wärme in die Arktis gelangt. Mehr Eis würde dann zu mehr Sonnenlicht führen, das reflektiert wird, was eine Rückkopplungsschleife verursacht. Seine Ideen wurden 1864 in der Philosophical Magazine veröffentlicht und James Croll, Anderson's University zugeordnet. Dies führte zu einer Position in dem Edinburgher Büro der Geological Survey of Scotland, als Aufbewahrer von Karten und Korrespondenz, wo der Direktor, Sir Archibald Geikie, seine Forschung förderte. Er veröffentlichte eine Reihe von Büchern und Arbeiten, die „an der Spitze der zeitgenössischen Wissenschaft standen", darunter Climate and Time, in Their Geological Relations im Jahr 1875. Er korrespondierte mit Charles Darwin über Erosion durch Flüsse.

1876 wurde er zum Fellow der Royal Society gewählt und erhielt einen Ehrendoktor der Universität St Andrews. Er trat 1880 aufgrund von Krankheit in den Ruhestand und starb am 15. Dezember 1890 in 5 Pitcullen Crescent, Perth, Schottland. Er wurde in einem Familiengrab in Cargill, Perthshire, begraben.

Theorie der Eiszeiten

Croll war der führende Verfechter einer auf der Astronomie basierenden Theorie des Klimawandels im neunzehnten Jahrhundert. Unter Verwendung von Formeln für Umlaufbahnvariationen, die von Urbain Le Verrier entwickelt wurden und zur Entdeckung des Neptun führten, entwickelte Croll eine Theorie der Auswirkungen von Variationen der Erdumlaufbahn auf Klimazyklen. Seine Idee war, dass eine Abnahme der Wintersonneneinstrahlung die Schneeakkumulation begünstigen würde, und er verknüpfte dies zum ersten Mal mit der Idee einer positiven Eis-Albedo-Rückkopplung, um die Sonnenvariationen zu verstärken. Croll argumentierte weiter, dass die Schneeakkumulation das Muster der Passatwinde verändern würde, was zur Ablenkung von Erwärmungsströmungen wie dem Golfstrom führt, und schließlich zu einer sich selbst erhaltenden Eiszeit. Er schlug vor, dass bei hoher Bahnexzentrizität die Winter tendenziell kälter sein werden, wenn die Erde in dieser Jahreszeit weiter von der Sonne entfernt ist, und daher während Perioden hoher Bahnexzentrizität Eiszeiten in Zyklen von 22.000 Jahren in jeder Hemisphäre auftreten und sich zwischen südlicher und nördlicher Hemisphäre abwechseln, jeweils etwa 10.000 Jahre andauernd.

Crolls Theorie sagte mehrere Eiszeiten voraus, die in nördlicher und südlicher Hemisphäre asynchron waren, und dass die letzten Eiszeiten etwa vor 80.000 Jahren hätten enden sollen. Beweise für mehrere Eiszeiten entstanden gerade zu dieser Zeit, und Geologen waren an einer Theorie interessiert, um dies zu erklären. Geologen waren damals nicht in der Lage, Sedimente genau genug zu datieren, um zu bestimmen, ob die Vergletscherung zwischen den Hemisphären synchron war, obwohl die begrenzte Evidenz eher auf Synchronität hinwies. Noch wichtiger ist, dass Schätzungen der Rückgangsrate der Niagarafälle darauf hindeuteten, dass die letzte Eiszeit vor 6.000 bis 35.000 Jahren endete – eine große Spanne, aber ausreichend, um Crolls Theorie zu widerlegen, für diejenigen, die die Messungen akzeptierten.

Crolls Arbeit wurde breit diskutiert, aber gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurde seine Theorie im Allgemeinen diskreditiert. Jedoch wurde die grundlegende Idee von umlaufbahngesteuerten Änderungen der Sonneneinstrahlung, die irdische Temperaturen beeinflussen – jetzt allgemein als Milankovitch-Zyklen bekannt – von Milutin Milankovitch weiterentwickelt und triumphierte schließlich 1976 in modifizierter Form.

Werke

• 1857: The Philosophy of Theism
• 1875: Climate and Time, in Their Geological Relations
• 1885: Climate and Cosmology
• 1889: Stellar Evolution and Its Relations to Geological Time
• 1896: posthume Veröffentlichung von Autobiographical Sketch of James Croll, With Memoir of His Life and Work, herausgegeben von J. C. Irons