Forscher rekonstruieren grösstes Massenaussterben der Erdgeschichte

Wissenschaftler haben die genauen Abläufe bei dem bislang grössten Massenaussterben in der Erdgeschichte rekonstruiert. Durch die Analyse eines fossilen Meerestiers vermochten sie Rückschlüsse auf die damaligen Umweltbedingungen zu ziehen. Fazit: Vulkane waren schuld.

Dazu nutzten sie empfindliche geochemische Analysen von fossilen Schalen Muschel-ähnlicher Tiere sowie Modellrechnungen am Computer. So konnten sie die Prozesse in Ozeanen und Atmosphäre von vor rund 250 Millionen Jahren nachvollziehen. Im Übergang zwischen den Erdzeitaltern Perm und Trias verschwand ein Grossteil aller Lebewesen.

Auslöser der Ereignisse waren demnach die Ausbrüche gigantischer sogenannter Schildvulkane im heutigen Sibirien. Dadurch kam es zu einem Treibhauseffekt durch CO2, der die globale Temperatur stark steigen liess. Weitere komplexe Rückkopplungsprozesse wurden dadurch in Gang gesetzt.

Die Variante, dass die Freisetzung riesiger Mengen des Treibhausgases Methan die Vorgänge startete wurde ebenfalls diskutiert. Das internationale Wissenschaftlerteam schloss sie dabei zugleich aus.

Den Forschern zufolge lösten die Ozeanerwärmung und Ozeanversauerung durch den rein vulkanisch bedingten Anstieg der CO2-Konzentration den Prozess aus. Dadurch starben kalkbildende Organismen im Meerwasser.

Die hohe CO2-Konzentration in der Atmosphäre verstärkte andererseits auch die Gesteinsverwitterung an Land. Über tausende Jahre grosse Nährstoffmengen gelangte so ins Meer und überdüngten diese. Das führte zu sauerstoffarmen «Todeszonen» sowie völlig geänderten biologischen Kreisläufen. In der Summe starben die meisten Arten.

Die Untersuchungen wurden am Montag in der Fachzeitschrift «Nature Geoscience» veröffentlicht. Sie wurden im Rahmen eines EU-Programms am Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel unter Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Potsdam deutsches Geoforschungszentrum durchgeführt. Auch Wissenschaftler aus Italien und Kanada waren beteiligt.

Ihre Rückschlüsse auf die damaligen Umweltbedingungen zogen die Experten durch die Analyse der Konzentrationen von Isotopen des Elements Bor. Diese fanden sie in versteinerten Schalen fossiler Brachiopoden. Das sind Muschel-ähnliche Organismen, die damals im Meer lebten. Die Werte erlaubten die Rekonstruktion des pH-Werts des Wasser, der wiederum Rückschlüsse auf die damalige CO2-Konzentration erlaubt.

Dazu kamen weitere Daten aus der Analyse von Kohlenstoff-Isotopen. Die Erkenntnisse wurden danach in geochemische Computer-Modelle eingespeist, die alle damaligen Umweltbedingungen berechneten.

Im Lauf der Erdgeschichte kam es zu fünf grossen Massensterben. In geologisch relativ kurzen Zeiträumen von einigen tausend bis hunderttausend Jahren verschwand jeweils ein Grossteil aller Lebewesen schlagartig. Veränderte Umweltbedingungen waren daran schuld.

Die Massenaussterben beeinflussten den Verlauf der Evolution stark. Das Aussterben an der Perm-Trias-Grenze ist eines davon. Es gilt gemessen am Anteil der ausgestorbenen Arten als das dramatischste Ereignis dieser Art.