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Erde+Klima

Saure Hinweise auf den Dino-Killer

Entscheidende Daten gewannen die Forscher in einer niederländischen Höhle, in der eine besonders dicke Gesteinsschicht aus der Zeit der Kreide-Paläogen-Grenze erhalten ist. (Bild: Michael Henehan)

Die Ära der Dinosaurier endete mit einem Paukenschlag – doch traf der berühmte Chicxulub-Asteroid möglicherweise auf eine bereits von Vulkanismus zerrüttete Welt? Eine Studie wirft nun Licht auf die Rolle der beiden Faktoren beim Massensterben am Ende der Kreidezeit. Spuren der Ozeanversauerung bestätigen demnach die „Bombe“ aus dem All als Auslöser: Die Überreste mariner Kleinstlebewesen dokumentieren das abrupte Ende der Dino-Ära und zeigen zudem, wie sich die Ozeane nach dem fatalen Asteroideneinschlag langsam wieder erholten.

Noch heute zeichnen sich im Bereich der mexikanischen Halbinsel Yucatan die gigantischen Spuren des Asteroiden ab, der Datierungen zufolge vor etwa 66 Millionen Jahren in die Erde krachte. Feuerstürme, gigantische Tsunamis und Störungen der Erdatmosphäre waren die Folgen. Paläontologische Funde legen nahe, dass dies mit einem gigantischen Massenaussterben verbunden war: Zur Zeit des Einschlags verschwanden 75 Prozent aller Tierarten der Kreidezeit von der Bühne der Evolutionsgeschichte. Die Dinosaurier waren die berühmtesten Opfer, doch auch die Tiere der Ozeane waren betroffen.

Paukenschlag mit tödlichem Vorspiel?

Aber war nur der Asteroideneinschlag verantwortlich? Geologischen Untersuchungen zufolge könnten in der fraglichen Zeit auch gigantische Vulkanausbrüche im Bereich des sogenannten Dekkan-Trapp im heutigen Indien die Bedingungen auf der Erde erheblich beeinträchtigt haben. Es gibt zwar bereits Hinweise darauf, dass beide Effekte verknüpft gewesen sein könnten: Die Erschütterungen des Einschlags haben möglicherweise den Mega-Vulkanismus ausgelöst. Dennoch blieb fraglich, inwieweit die Vulkane schon zuvor verstärkt gebrodelt hatten. Möglicherweise war die Atmosphäre schon vor dem Einschlag verpestet und die Ökosysteme geschädigt. Die Ergebnisse der Forscher um Michael Henehan von der Yale University in New Haven sprechen nun gegen dieses Szenario. Der Asteroid kam demnach gleichsam aus heiterem Himmel.

Die neuen Hinweise stammen aus Untersuchungsergebnissen, die Rückschlüsse ermöglichen, wie sich die Bedingungen in den Ozeanen im fraglichen Zeitfenster veränderten. Die Wissenschaftler untersuchten im Rahmen der Studie Merkmale spezieller Fossilien aus Tiefseebohrkernen und aus damals gebildeten Gesteinen. Es handelt sich um die Überreste planktonischer Foraminiferen – Kleinstlebewesen, die im Oberflächenbereich der Ozeane schweben und winzige Kalkgehäuse bilden. Durch ihre enorme Gesamtmasse spielen sie eine wichtige Rolle im Stoffkreislauf der Meere – das war auch vor 66 Millionen Jahren schon so. Sterben die Foraminiferen ab, lagern sich ihre Kalkgehäuse in Meeresbodensedimenten ab. In solchen fossilen Foraminiferen-Lagerstätten kann sich die Entwicklung des Zustands der Ozeane widerspiegeln, erklären die Forscher.

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Winzige Zeugen einer abrupten Ozeanversauerung

Wie sie berichten, geht aus den Isotopenanalysen der Mikrofossilien hervor: Nach dem Asteroideneinschlag sank der pH-Wert in den Ozeanen offenbar durch die Veränderungen in der Erdatmosphäre schlagartig und nicht graduell, wie es bei Vulkanismus zu erwarten wäre. Das Wasser wurde schnell so sauer, dass Organismen, die ihre Schalen aus Kalk herstellten, nicht überleben konnten. Da dadurch viele Lebensformen in den oberen Schichten der Ozeane ausstarben, wurde die Kohlenstoffaufnahme durch Photosynthese in den Ozeanen um die Hälfte reduziert, sagen die Wissenschaftler. „Die Ozeanversauerung, die wir festgestellt haben, könnte leicht der Auslöser für das Massensterben im Meeresbereich gewesen sein“, sagt Co-Autor Pincelli Hull. Aus den Daten geht hervor, dass dieser Zustand mehrere zehntausend Jahre erhalten blieb, bis sich die Foraminiferen wieder ausbreiteten. Bis sich die Ökosysteme ganz von dem Schlag erholten und der Kohlenstoffkreislauf ein neues Gleichgewicht erreicht hatte, dauerte es allerdings mehrere Millionen Jahre, geht aus den Ergebnissen hervor.

Was konkret die Frage betrifft, ob bereits zuvor die Erdatmosphäre durch Vulkanausbrüche belastet war, zeichnet sich nun ab: „Unsere Daten sprechen gegen eine graduelle Verschlechterung der Lebensbedingungen vor 66 Millionen Jahren“, sagt Henehan. „Vor dem Einschlagsereignis konnten wir keine zunehmende Versauerung der Weltmeere feststellen. Unsere Ergebnisse sprechen somit gegen das Szenario, demzufolge Vulkanaktivität die Welt schon vor dem Asteroideneinschlag in einen Aussterbe-Modus versetzt hatte“, resümiert der Wissenschaftler.

Quelle: Yale University, GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Helmholtz Centre, Fachartikel: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1905989116

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