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Artensterben im Supertreibhaus

Conodonten (Bild: GeoZentrum Erlangen)

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von triassischen Conodonten aus Gesteinen Südchinas. Conodonten sind aus Kalziumfluorapatit aufgebaute zahnartige Mikrofossilien, welche den frühesten im Meer lebenden Wirbeltieren zugerechnet werden. Die Organismen sind Ende der Triaszeit ausgestorben. (Abb.: GeoZentrum Erlangen)

Überhitzte Meere für Millionen von Jahren kaum besiedelt

Ist ein massenhaftes Aussterben zu befürchten, wenn es auf der Erde wärmer wird? Vor 250 Millionen Jahren zumindest hatte ein drastischer Anstieg der Temperaturen zur Folge, dass 90 Prozent der Arten verschwanden, die Land und Wasser zuvor besiedelt hatten. Darüber hinaus haben Yadong Sun von der China University of Geosciences in Wuhan und Prof. Dr. Michael Joachimski vom GeoZentrum Nordbayern der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) gemeinsam mit Wissenschaftlern aus China und England belegt, dass sehr viel Zeit verstrich, bis die Lebensbedingungen wieder günstiger wurden. „Allerdings lässt sich diese Entwicklung nicht eins zu eins auf die heutigen Umstände übertragen“, gibt Prof. Joachimski zu bedenken.

Heftige Vulkanausbrüche in Sibirien, die unvorstellbar große Mengen an Lava freisetzten, werden als Grund dafür angenommen, dass an der Perm-Trias-Grenze, im Übergang vom Erdaltertum zum Erdmittelalter, ein Supertreibhaus entstand. Dessen katastrophale Auswirkungen auf die Artenvielfalt sind einzigartig in der Erdgeschichte. In niedrigen Breiten sind Kohleablagerungen aus dieser Zeit nicht zu finden: Mehrere Jahrmillionen lang wuchsen dort keine Wälder. Fische und im Meer lebende Reptilien sind fast nur aus den kühleren hohen Breiten bekannt. In größerer Nähe zum Äquator war es für sie im weit über 30 Grad warmen Wasser zu heiß. Erst drei bis fünf Millionen Jahre nach dem Massenexodus wurde das Klima kühler, neue Ansiedler eroberten die größtenteils verlassenen Gebiete und passten sich unterschiedlichen Lebensräumen und Lebensweisen an, so dass Zahl der Arten wieder wuchs.

Mikroskopisch kleine Zähnchen von nur wenigen Zentimeter langen Meerestieren ermöglichten den Forschern diese Einblicke. Einige der ältesten Fossilien aus dem Mundbereich der aalähnlichen frühen Wirbeltiere erinnern an Kegel, weshalb sie den Namen „Conodonten“ (Kegelzahn) erhielten. Sie starben vor 200 Millionen Jahren aus; den Wärmeschock zu Beginn der Trias dagegen überstanden sie, wenn auch stark dezimiert. Das Verhältnis der Sauerstoffisotope 18O zu 16O in den erhaltenen zahnähnlichen Strukturen der Tiere gibt Auskunft über die Temperaturen der Ozeane, in denen sie lebten. Eine am GeoZentrum Nordbayern entwickelte Methode zur Analyse der Isotopenverhältnisse für kleinste Probenmengen wurde eingesetzt, um insgesamt 15.000 fossile Zahnelemente aus ca. 2.000 kg Karbonatgestein zu analysieren. Die Ergebnisse der Studie wurden in den Zeitschriften „Science“ und „Geology“ bereits vorgestellt.

Heute sind die Ökosysteme der Erde wahrscheinlich widerstandsfähiger. Die Ausgangstemperaturen sind niedriger, an die Stelle des einen Superkontinents sind auseinandergedriftete Landmassen getreten. Die Meere regeln den Wärmehaushalt des Planeten flexibler als damals und enthalten Organismen, die dem globalen Kohlenstoffkreislauf CO2 entziehen. „Allerdings zeigt unsere Studie, welche katastrophalen Auswirkungen eine Klimaerwärmung haben kann“, sagt Prof. Joachimski.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Michael Joachimski
GeoZentrum Nordbayern
Tel: 09131/85-29296
michael.joachimski@gzn.uni-erlangen.de

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