Robert Klatt
Ein rapider Klimawandel, der durch 105.600 Gigatonnen CO2 aus Vulkanausbrüchen ausgelöst wurde, sorgte vor 252 Millionen Jahren für das größte Massenaussterben der Erdgeschichte.
Potsdam (Deutschland). An der Grenze der Epochen Perm und Trias starben auf der Erde innerhalb kurzer Zeit nahezu alle Meeresbewohner und drei Viertel der Landlebewesen. Laut dem bisherigen Kenntnisstand der Wissenschaft haben Vulkanausbrüche in den Sibirischen Trapps vor 252 Millionen Jahren große Mengen Kohlenstoffdioxid und anderer Treibhausgase freigesetzt. Diese sollen wiederum zu einem Klimawandel und einer Übersäuerung der Meere geführt haben und dadurch das Massenaussterben ausgelöst haben. Welchen Faktor das parallele Auftauen von Methanhydraten und die Massenvermehrungen methanerzeugender Bakterien auf das Massenaussterben hatte, war bisher noch kaum erforscht.
Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Meeresforschung Kiel haben laut einer Publikation im Fachmagazin Nature Geoscience nun erstmals die geochemischen Prozesse detailliert rekonstruiert, die das Massenaussterben ausgelöst haben. Die Wissenschaftler um Hana Jurikova haben dazu die Kalkschalen der muschelähnlichen Brachiopoden analysiert. Anhand der Bor-Isotope, der Tiere aus der Zeit des Massenaussterbens, konnten die Ursachen und der zeitliche Ablauf der Ozeanversauerung sowie die CO2-Konzentration in der Atmosphäre ermittelt werden.
Die bisher angenommene These, laut der Vulkanausbrüche das Massenaussterben ausgelöst haben, wurde auch durch die neue Analyse bestätigt. Laut den Ergebnissen der Studie setzten Vulkanausbrüche in Sibirien über mehrere Jahrtausende etwa 105.600 Gigatonnen CO2 frei. Diese sorgten in der Atmosphäre für einen starken Treibhauseffekt und einen rapiden Anstieg der Temperaturen von bis zu zehn Grad Celsius.
Laut Jurikova „haben wir es mit einer kaskadierenden Katastrophe zu tun, bei der der Anstieg von CO2 in der Atmosphäre eine Kette von Ereignissen auslöste, die nacheinander fast alles Leben in den Meeren tötete.“ Die Vulkanausbrüche lösten die Kettenreaktion also nur aus, sind aber nicht die alleinige Ursache für das Massenaussterben.
Neben dem Klimawandel führte der CO2-Anstieg auch zu einer Übersäuerung der Meere. In Kombination mit der Erwärmung des Wassers sorgte dies für ein massives Absterben der Algen. Bei Cyanobakterien und Bakterien kam es hingegen zu einer starken Vermehrung.
Außerdem wurde die chemische Verwitterung an Land durch den starken Treibhauseffekt signifikant verstärkt. Dies führte dazu, dass über mehrere Jahrtausende durch einen zu starken Nährstoffzufluss die Ozeane überdüngt waren. Es kam deshalb im Meer zu einem Sauerstoffmangel, der in vielen Regionen sogenannte Todeszonen bildete.
Die veränderte Meereschemie löste überdies Prozesse aus, die zur Freisetzung von großen Mengen Ammonium, Phosphat und Eisen führten. Die dadurch ausgelöste Anreicherung von Sulfiden erreichte in vielen Meeresregionen toxische Konzentrationen.
Zusammengenommen führten diese Effekte dazu, dass 95 Prozent der marinen Organismen ausstarben. Laut Jurikova „führten in dieser Kaskade ineinandergreifender geochemischer Prozesse schließlich zu dem beobachteten katastrophalen Ausmaß des Massenaussterbens an der Perm-Trias-Grenze.“
Nature Geoscience, doi: 10.1038/s41561-020-00646-4
