Letzte Kaltzeit
gigatos | März 17, 2022
Zusammenfassung
Die letzte Eiszeit (Last Glacial Period, LGP), umgangssprachlich auch als letzte Eiszeit oder einfach nur Eiszeit bezeichnet, dauerte vom Ende des Eem bis zum Ende der Jüngeren Dryas und umfasste den Zeitraum von ca. 115.000 bis vor ca. 11.700 Jahren. Die LGP ist Teil einer größeren Abfolge von Eiszeiten und Zwischeneiszeiten, die als Quartär bekannt sind und vor etwa 2 588 000 Jahren begannen und noch andauern. Die Definition des Quartärs als Beginn vor 2,58 Millionen Jahren (Mya) beruht auf der Bildung der arktischen Eiskappe. Das antarktische Eisschild bildete sich bereits früher, vor etwa 34 Mya, im mittleren Känozoikum (Eozän-Oligozän-Aussterbeereignis). Diese frühe Phase wird als spätkänozoische Eiszeit bezeichnet.
Während dieser letzten Eiszeit wechselten sich Vorstöße und Rückzüge der Gletscher ab. Innerhalb der letzten Eiszeit lag das letzte glaziale Maximum vor etwa 22.000 Jahren. Während das allgemeine Muster der globalen Abkühlung und des Gletschervorstoßes ähnlich war, erschweren lokale Unterschiede in der Entwicklung des Gletschervorstoßes und des Gletscherrückzuges den Vergleich der Details von Kontinent zu Kontinent (siehe Abbildung der Eiskerndaten unten für Unterschiede). Vor etwa 12 800 Jahren begann die Jüngere Dryas, die jüngste Gletscherepoche, eine Koda der vorangegangenen 100 000-jährigen Eiszeit. Ihr Ende vor etwa 11 550 Jahren markierte den Beginn des Holozäns, der aktuellen geologischen Epoche.
Aus Sicht der Humanarchäologie fällt die LGP in die Zeit des Paläolithikums und frühen Mesolithikums. Als das Eiszeitereignis begann, war der Homo sapiens auf niedrigere Breitengrade beschränkt und benutzte Werkzeuge, die mit denen der Neandertaler in West- und Mitteleurasien sowie der Denisovaner und des Homo erectus in Asien vergleichbar waren. Gegen Ende des Ereignisses wanderte der H. sapiens nach Eurasien und Australien ein. Archäologische und genetische Daten deuten darauf hin, dass die Ausgangspopulationen der paläolithischen Menschen die LGP in waldarmen Gebieten überlebten und sich in Gebieten mit hoher Primärproduktivität ausbreiteten, während sie dichte Wälder mieden.
Die LGP wird umgangssprachlich oft als „letzte Eiszeit“ bezeichnet, obwohl der Begriff Eiszeit nicht genau definiert ist. Aus einer längeren geologischen Perspektive könnte man die letzten paar Millionen Jahre als eine einzige Eiszeit bezeichnen, da es in der Nähe beider Pole immer wieder Eisschilde gab. Glaziale sind etwas besser definiert, nämlich als kältere Phasen, in denen die Gletscher vorrücken und die von relativ warmen Zwischeneiszeiten unterbrochen werden. Das Ende der letzten Eiszeit vor etwa 10.000 Jahren wird oft als das Ende der Eiszeit bezeichnet, obwohl in der Antarktis und in Grönland noch umfangreiches, ganzjähriges Eis vorhanden ist. In den letzten paar Millionen Jahren wurden die Zyklen von Eiszeiten und Zwischeneiszeiten durch periodische Schwankungen der Erdumlaufbahn im Rahmen der Milankovitch-Zyklen „getaktet“.
Die LGP wurde in Nordamerika, Nordeurasien, im Himalaya und in anderen ehemals vergletscherten Regionen der Welt intensiv untersucht. Die Vergletscherungen, die während dieser Eiszeit auftraten, betrafen viele Gebiete, hauptsächlich auf der Nordhalbkugel und in geringerem Maße auf der Südhalbkugel. Sie haben unterschiedliche Namen, die sich historisch entwickelt haben und von ihrer geografischen Verbreitung abhängen: Fraser (in den pazifischen Kordilleren Nordamerikas), Pinedale (in den zentralen Rocky Mountains), Wisconsin oder Wisconsin (im zentralen Nordamerika), Devensian (auf den Britischen Inseln), Midlandian (in Irland), Würm (in den Alpen), Mérida (in Venezuela), Weichselian oder Vistulian (in Nordeuropa und im nördlichen Mitteleuropa), Valdai in Russland und Zyryanka in Sibirien, Llanquihue in Chile und Otira in Neuseeland. Das geochronologische Spätpleistozän umfasst das Spätglazial (Weichseleis) und das unmittelbar vorangehende vorletzte Zwischenglazial (Eem).
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Nördliche Hemisphäre
Kanada war fast vollständig von Eis bedeckt, ebenso wie der nördliche Teil der Vereinigten Staaten, die beide von dem riesigen Laurentide-Eisschild bedeckt waren. Alaska blieb aufgrund der trockenen klimatischen Bedingungen weitgehend eisfrei. Lokale Vergletscherungen gab es in den Rocky Mountains und dem Eisschild der Kordilleren sowie als Eisfelder und Eiskappen in der Sierra Nevada in Nordkalifornien. In Großbritannien, auf dem europäischen Festland und in Nordwestasien erreichte das skandinavische Inlandeis erneut die nördlichen Teile der Britischen Inseln, Deutschlands, Polens und Russlands und erstreckte sich bis zur Taymyr-Halbinsel in Westsibirien. Die maximale Ausdehnung der westsibirischen Vereisung wurde um 18.000 bis 17.000 BP erreicht, also später als in Europa (22.000-18.000 BP). Stattdessen bedeckten große, aber begrenzte Eisfeldkomplexe Gebirgszüge in Nordostsibirien, darunter das Kamtschatka-Koryak-Gebirge.
Der Arktische Ozean zwischen den riesigen Eisschilden Amerikas und Eurasiens war nicht durchgehend gefroren, sondern wahrscheinlich wie heute nur von relativ flachem Eis bedeckt, das jahreszeitlichen Schwankungen unterlag und von Eisbergen durchsetzt war, die von den umliegenden Eisschilden kalben. Nach der Sedimentzusammensetzung, die aus Tiefseebohrkernen gewonnen wurde, muss es sogar Zeiten mit jahreszeitlich offenem Wasser gegeben haben.
Außerhalb der großen Eisschilde kam es auf den höchsten Bergen des Alpengürtels zu einer ausgedehnten Vergletscherung. Im Gegensatz zu den früheren Glazialphasen bestand die Würm-Eiszeit aus kleineren Eiskappen und beschränkte sich meist auf Talgletscher, die Gletscherlappen ins Alpenvorland schickten. Lokale Eisfelder oder kleine Eisschilde bedeckten die höchsten Gebirgsmassive der Pyrenäen, der Karpaten, des Balkans, des Kaukasus und der Berge der Türkei und des Iran.
Im Himalaya und auf dem tibetischen Plateau gibt es Belege dafür, dass die Gletscher vor allem zwischen 47.000 und 27.000 v. Chr. erheblich vorgedrungen sind, und auch die Bildung eines einzigen zusammenhängenden Eisschildes auf dem tibetischen Plateau ist umstritten.
In anderen Gebieten der nördlichen Hemisphäre gab es keine ausgedehnten Eisschilde, aber lokale Gletscher waren in großen Höhen weit verbreitet. Teile Taiwans beispielsweise waren zwischen 44.250 und 10.680 BP wiederholt vergletschert, ebenso wie die japanischen Alpen. In beiden Gebieten lag das Maximum des Gletschervorstoßes zwischen 60.000 und 30.000 BP. In noch geringerem Umfang gab es Gletscher in Afrika, zum Beispiel im Hohen Atlas, in den Bergen Marokkos, im Atakor-Massiv in Südalgerien und in mehreren Bergen Äthiopiens. Südlich des Äquators befand sich eine mehrere hundert Quadratkilometer große Eiskappe auf den ostafrikanischen Bergen des Kilimandscharo-Massivs, des Mount Kenia und des Rwenzori-Gebirges, die noch heute Reliktgletscher aufweisen.
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Südliche Hemisphäre
Die Vergletscherung der südlichen Hemisphäre war weniger umfangreich. Eisschilde gab es in den Anden (Patagonisches Eisschild), wo sechs Gletschervorstöße zwischen 33.500 und 13.900 BP in den chilenischen Anden gemeldet wurden. Die Antarktis war, ähnlich wie heute, vollständig vergletschert, aber im Gegensatz zu heute hinterließ der Eisschild keine unbedeckten Flächen. Auf dem australischen Festland war nur ein sehr kleines Gebiet in der Nähe des Mount Kosciuszko vergletschert, während die Vergletscherung in Tasmanien weiter verbreitet war. In Neuseeland bildete sich ein Eisschild, das die gesamten Südalpen bedeckte, wobei mindestens drei Gletschervorstöße unterschieden werden können. Lokale Eiskappen gab es in den höchsten Bergen der Insel Neuguinea, wo die Temperaturen 5 bis 6° C kälter waren als heute. Die wichtigsten Gebiete in Papua-Neuguinea, in denen sich während der LGP Gletscher entwickelten, waren die Zentralkordillere, die Owen Stanley Range und die Saruwaged Range. Der Mount Giluwe in der Zentralkordillere hatte eine „mehr oder weniger kontinuierliche Eiskappe, die etwa 188 km2 bedeckte und bis auf 3200-3500 m hinunterreichte“. In Westneuguinea sind die Reste dieser Gletscher noch auf dem Puncak Jaya und dem Ngga Pilimsit erhalten.
Während der letzten Eiszeit entwickelten sich im südlichen Afrika an wenigen günstigen Stellen kleine Gletscher. Diese kleinen Gletscher befanden sich im Hochland von Lesotho und in Teilen der Drakensberge. Die Entwicklung der Gletscher wurde wahrscheinlich zum Teil durch den Schatten der angrenzenden Felsen begünstigt. Im östlichen Lesotho-Hochland wurden einige Kilometer westlich des Great Escarpment in Höhen von über 3.000 m an nach Süden ausgerichteten Hängen verschiedene Moränen und ehemalige Gletschernischen entdeckt. Studien deuten darauf hin, dass die jährliche Durchschnittstemperatur in den Bergen des südlichen Afrikas etwa 6 °C kälter war als heute, was mit dem geschätzten Temperaturrückgang in Tasmanien und Südpatagonien zur gleichen Zeit übereinstimmt. Dies führte zu einer relativ trockenen Periglazialzeit ohne Permafrost, aber mit tiefem saisonalem Gefrieren an nach Süden ausgerichteten Hängen. Die Periglazialisierung in den östlichen Drakensbergen und im Hochland von Lesotho führte zu Solifluktionsablagerungen und Blockfeldern, einschließlich Blockströmen und Steingirlanden.
Wissenschaftler des Zentrums für arktische Gashydrate, Umwelt und Klima an der Universität Tromsø veröffentlichten im Juni 2017 eine Studie, in der sie über hundert Sedimentkrater im Ozean beschrieben, die etwa 3 000 m breit und bis zu 300 m tief sind und durch explosive Methanausbrüche aus destabilisierten Methanhydraten nach dem Rückzug des Eisschilds während der LGP vor etwa 12 000 Jahren entstanden. Aus diesen Gebieten um die Barentssee tritt auch heute noch Methan aus. Die Studie stellt die Hypothese auf, dass bestehende Ausbuchtungen, die Methanreservoirs enthalten, irgendwann das gleiche Schicksal erleiden könnten.
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Antarktis
Während der letzten Eiszeit war die Antarktis von einem massiven Eisschild bedeckt, ähnlich wie heute; allerdings bedeckte das Eis alle Landgebiete und reichte bis in den Ozean auf den mittleren und äußeren Kontinentalschelf. Nach Eismodellierungen aus dem Jahr 2002 war das Eis über der zentralen Ostantarktis jedoch im Allgemeinen dünner als heute.
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Europa
Britische Geologen bezeichnen die LGP als das Devensian. Irische Geologen, Geographen und Archäologen sprechen von der Midland-Vereisung, da ihre Auswirkungen in Irland vor allem in den irischen Midlands sichtbar sind. Der Name Devensian leitet sich von den lateinischen Dēvenses ab, den Bewohnern des Dee (lateinisch Dēva), eines Flusses an der walisischen Grenze, in dessen Nähe Ablagerungen aus dieser Zeit besonders gut vertreten sind.
Die Auswirkungen dieser Vergletscherung sind in vielen geologischen Merkmalen von England, Wales, Schottland und Nordirland zu erkennen. Die Ablagerungen wurden über dem Material der vorangegangenen Ipswich-Phase und unter denen des nachfolgenden Holozäns, der aktuellen Phase, gefunden. Diese Phase wird in Großbritannien manchmal als Flandrische Zwischeneiszeit bezeichnet.
Der letzte Teil des Devensiums umfasst die Pollenzonen I-IV, die Allerød-Schwingung und die Bølling-Schwingung sowie die Kaltzeiten Älteste Dryas, Ältere Dryas und Jüngere Dryas.
Alternative Bezeichnungen sind Weichsel-Vereisung oder Vistulische Vereisung (in Anlehnung an den polnischen Fluss Vistula oder seinen deutschen Namen Weichsel). Es gibt Hinweise darauf, dass die Eisschilde nur für einen kurzen Zeitraum, zwischen 25 000 und 13 000 BP, ihre maximale Größe erreichten. Im Weichseleis wurden acht Interstadiale erkannt, darunter Oerel, Glinde, Moershoofd, Hengelo und Denekamp; die Korrelation mit Isotopenstadien ist jedoch noch in Arbeit. Während des glazialen Maximums in Skandinavien waren nur die westlichen Teile Jütlands eisfrei, und ein großer Teil der heutigen Nordsee war trockenes Land, das Jütland mit Großbritannien verband (siehe Doggerland).
Die Ostsee mit ihrem einzigartigen Brackwasser ist das Ergebnis des Schmelzwassers der Weichseleiszeit, das sich mit Salzwasser aus der Nordsee vermischte, als sich die Meerenge zwischen Schweden und Dänemark öffnete. Als das Eis um 10 300 v. Chr. zu schmelzen begann, füllte zunächst Meerwasser das isostatisch abgesenkte Gebiet, ein vorübergehender Meereseinbruch, den Geologen als Yoldia-See bezeichnen. Als sich die Region nach der Eiszeit um 9500 v. Chr. wieder aufrichtete, wurde das tiefste Becken der Ostsee zu einem Süßwassersee, der in paläologischen Zusammenhängen als Ancylus-See bezeichnet wird und an der Süßwasserfauna in Sedimentkernen zu erkennen ist. Der See wurde durch eiszeitliche Abflüsse gefüllt, aber als der Meeresspiegel weltweit weiter anstieg, durchbrach Salzwasser die Schwelle um 8000 BP erneut und bildete ein marines Littorina-Meer, auf das eine weitere Süßwasserphase folgte, bevor sich das heutige brackisch-marine System etablierte. „Nach dem derzeitigen Entwicklungsstand ist das marine Leben in der Ostsee weniger als 4000 Jahre alt“, stellten Dr. Thulin und Dr. Andrushaitis bei der Überprüfung dieser Abläufe im Jahr 2003 fest.
Das darüber liegende Eis hatte Druck auf die Erdoberfläche ausgeübt. Als Folge des schmelzenden Eises hat sich das Land in Skandinavien, vor allem in Nordschweden und Finnland, jährlich weiter angehoben, und zwar um 8-9 mm pro Jahr oder 1 m in 100 Jahren. Dies ist für Archäologen von Bedeutung, da eine Stätte, die in der nordischen Steinzeit an der Küste lag, jetzt im Landesinneren liegt und anhand ihrer relativen Entfernung vom heutigen Ufer datiert werden kann.
Der Begriff Würm leitet sich von einem Fluss im Alpenvorland ab, der in etwa das Maximum des Gletschervorstoßes dieser besonderen Eiszeit markiert. Die Alpen waren der Ort, an dem Louis Agassiz zu Beginn des 19. Jahrhunderts die ersten systematischen wissenschaftlichen Forschungen über Eiszeiten anstellte. Hier wurde die Würm-Eiszeit der LGP intensiv untersucht. Die Pollenanalyse, die statistische Auswertung von mikrofossilisierten Pflanzenpollen, die in geologischen Ablagerungen gefunden wurden, dokumentierte die dramatischen Veränderungen der europäischen Umwelt während der Würm-Eiszeit. Auf dem Höhepunkt der Würm-Eiszeit, ca. 24.000 – ca. 10.000 BP, war der größte Teil West- und Mitteleuropas und Eurasiens eine offene Steppentundra, während die Alpen feste Eisfelder und montane Gletscher aufwiesen. Skandinavien und große Teile Großbritanniens lagen unter Eis.
Während des Würms bedeckte der Rhonegletscher das gesamte Westschweizer Mittelland und erreichte die heutigen Regionen Solothurn und Aarau. In der Region Bern vereinigte er sich mit dem Aargletscher. Der Rheingletscher ist derzeit Gegenstand der detailliertesten Studien. Die Gletscher der Reuss und der Limmat stiessen teilweise bis in den Jura vor. Montan- und Vorgebirgsgletscher formten das Land, indem sie praktisch alle Spuren der älteren Günz- und Mindelvereisung abschleiften, Grund- und Endmoränen verschiedener Rückzugsphasen und Lössablagerungen ablagerten und die proglazialen Flüsse Schotter verschoben und neu ablagerten. Unter der Oberfläche hatten sie einen tiefgreifenden und dauerhaften Einfluss auf die geothermische Wärme und die Strömungsmuster des Tiefengrundwassers.
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Nord-Amerika
Die Pinedale- (zentrale Rocky Mountains) oder Fraser-Vereisung (Kordilleren-Eisschild) war die letzte der großen Vergletscherungen, die in den Rocky Mountains in den Vereinigten Staaten auftraten. Die Pinedale-Vereisung dauerte von vor etwa 30 000 bis 10 000 Jahren und erreichte ihre größte Ausdehnung vor 23 500 bis 21 000 Jahren. Diese Vergletscherung unterschied sich in gewisser Weise von der Hauptvergletscherung in Wisconsin, da sie nur lose mit den riesigen Eisschilden verbunden war und stattdessen aus Gebirgsgletschern bestand, die in den Eisschild der Kordilleren übergingen. Das Kordilleren-Eisschild brachte Merkmale wie den Missoula-Gletschersee hervor, der sich von seinem Eisdamm löste und die gewaltigen Missoula-Überschwemmungen verursachte. Geologen des USGS schätzen, dass der Zyklus von Überflutung und Neubildung des Sees im Durchschnitt 55 Jahre dauerte und dass die Überschwemmungen in dem 2.000-jährigen Zeitraum, der vor 15.000 Jahren begann, etwa 40 Mal auftraten. Ausbrüche von Gletscherseen wie diese sind heute in Island und an anderen Orten keine Seltenheit.
Die Wisconsin-Eiszeit war der letzte große Vorstoß der kontinentalen Gletscher im nordamerikanischen Laurentideisschild. Auf dem Höhepunkt der Vergletscherung ermöglichte die Bering-Landbrücke möglicherweise die Wanderung von Säugetieren, einschließlich Menschen, aus Sibirien nach Nordamerika.
Sie veränderte die Geografie Nordamerikas nördlich des Ohio River radikal. Auf dem Höhepunkt der Vergletscherung der Wisconsin-Episode bedeckte das Eis den größten Teil Kanadas, den oberen Mittleren Westen und Neuengland sowie Teile von Montana und Washington. Auf Kelleys Island im Eriesee oder im New Yorker Central Park lassen sich die von den Gletschern hinterlassenen Rillen gut beobachten. Im südwestlichen Saskatchewan und im südöstlichen Alberta bildete eine Nahtstelle zwischen dem Laurentide- und dem Kordilleren-Eisschild die Cypress Hills, den nördlichsten Punkt Nordamerikas, der südlich der kontinentalen Eisschilde blieb.
Die Großen Seen sind das Ergebnis von Gletscherkolken und Schmelzwasseransammlungen am Rande des zurückweichenden Eises. Als sich die gewaltige Masse des kontinentalen Eisschildes zurückzog, begannen die Großen Seen aufgrund der isostatischen Erholung des Nordufers allmählich nach Süden zu wandern. Auch die Niagarafälle sind ein Produkt der Vergletscherung, ebenso wie der Verlauf des Ohio River, der den früheren Teays River weitgehend verdrängt hat.
Mit Hilfe mehrerer sehr breiter Gletscherseen ließ er die Fluten durch die Schlucht des Oberen Mississippi fließen, die ihrerseits während einer früheren Eiszeit entstanden ist.
Auf ihrem Rückzug hinterließ die Wisconsin-Episodenvergletscherung Endmoränen, die Long Island, Block Island, Cape Cod, Nomans Land, Martha“s Vineyard, Nantucket, Sable Island und die Oak Ridges Moräne im südlichen Ontario, Kanada, bilden. In Wisconsin selbst hinterließ sie die Kettle Moraine. Die an ihrer Schmelzkante entstandenen Drumlins und Esker sind die Wahrzeichen des unteren Connecticut River Valley.
In der Sierra Nevada wurden drei Phasen von Gletschermaxima (manchmal fälschlicherweise als Eiszeiten bezeichnet) durch wärmere Perioden getrennt. Diese Gletschermaxima heißen, vom ältesten zum jüngsten, Tahoe, Tenaya und Tioga. Das Tahoe-Maximum erreichte seine größte Ausdehnung vielleicht vor etwa 70 000 Jahren. Über den Tenaya ist wenig bekannt. Die Tioga-Episode war die am wenigsten schwere und letzte der Wisconsin-Episode. Sie begann vor etwa 30.000 Jahren, erreichte ihre größte Ausdehnung vor 21.000 Jahren und endete vor etwa 10.000 Jahren.
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Südamerika
Der Name Mérida-Vereisung wird vorgeschlagen, um die alpine Vergletscherung zu bezeichnen, die die zentralen venezolanischen Anden während des Spätpleistozäns beeinflusste. Es wurden zwei Hauptmoränenebenen erkannt – eine mit einer Höhe von 2.600-2.700 m und eine andere mit einer Höhe von 3.000-3.500 m. Die Schneegrenze wurde während des letzten Gletschervorstoßes um etwa 1.200 m unter die heutige Schneegrenze von 3.700 m abgesenkt (dazu gehören auch diese hohen Gebiete, von Südwesten nach Nordosten): Páramo de Tamá, Páramo Batallón, Páramo Los Conejos, Páramo Piedras Blancas, und Teta de Niquitao. Etwa 200 km2 der gesamten vergletscherten Fläche befanden sich in der Sierra Nevada de Mérida, und davon entfiel die größte Konzentration von 50 km2 auf die Gebiete des Pico Bolívar, des Pico Humboldt und des Pico Bonpland. Radiokarbondatierungen weisen darauf hin, dass die Moränen älter als 10.000 BP und wahrscheinlich älter als 13.000 BP sind. Das untere Moränenniveau entspricht wahrscheinlich dem Hauptvorstoß der Wisconsin-Eiszeit. Das obere Niveau repräsentiert wahrscheinlich den letzten Gletschervorstoß (Late Wisconsin).
Die Llanquihue-Vergletscherung hat ihren Namen vom Llanquihue-See im Süden Chiles, einem fächerförmigen Gletschersee im Vorgebirge. An den westlichen Ufern des Sees gibt es große Moränensysteme, von denen die innersten zur LGP gehören. Die Varven des Llanquihue-Sees sind ein Knotenpunkt in der Varvengeochronologie Südchiles. Während des letzten glazialen Maximums erstreckte sich das patagonische Eisschild über die Anden von etwa 35°S bis Feuerland auf 55°S. Der westliche Teil scheint sehr aktiv gewesen zu sein, mit feuchten basalen Bedingungen, während der östliche Teil kalt war. Kryogene Merkmale wie Eiskeile, gemusterte Böden, Pingos, Blockgletscher, Palsas, Bodenkryoturbation und Solifluktionsablagerungen entwickelten sich im unvergletscherten Patagonien außerhalb der Anden während der letzten Eiszeit, aber nicht alle diese gemeldeten Merkmale wurden verifiziert. Das Gebiet westlich des Llanquihue-Sees war während des letzten glazialen Maximums eisfrei und wies eine spärliche Vegetation auf, die von Nothofagus dominiert wurde. Der gemäßigte Regenwald von Valdivia war auf verstreute Reste an der Westseite der Anden reduziert.
Quellen
