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Geologie Das größte Massenaussterben aller Zeiten

Von Dagmar Röhrlich

Lava schießt aus einem Vulkan
Der Ausbruch förderte genug Lava, um Europa vom Ural bis zum Atlantik und vom Nordkap bis Sizilien gleichmäßig damit zu begraben. (dpa/picture alliance/Alexandr Piragis)

Vor 251 Millionen Jahren bedeckten sogenannte Flutbasaltausbrüche große Teile der Erde mit Lava. Als die vulkanische Aktivität endlich nachließ, stand das höhere Leben auf der Erde am Rand des Zusammenbruchs.

251 Millionen Jahre ist er alt und heute immer noch bis zu drei Kilometern mächtig: der Sibirische Trapp. Das ist eine Basaltdecke in Sibirien, die auch nach all dieser Zeit noch eine Fläche bedeckt, die fünfmal größer ist als die Bundesrepublik. Über Hunderttausende von Jahren hinweg quoll damals immer wieder Lava aus lang aufreißenden Erdspalten:

"Es geht um besondere Eruptionen, sogenannte Flutbasaltausbrüche, die innerhalb kurzer Zeit gewaltige Lavamengen fördern. Dieser Ausbruch vor 251 Millionen Jahren war einer der stärksten überhaupt. Er förderte genug Lava, um Europa vom Ural bis zum Atlantik und vom Nordkap bis Sizilien gleichmäßig unter Hunderten von Metern Lava zu begraben. Wir interessieren uns nun für die Effekte dieser gewaltigen Pulse vulkanischer Aktivität auf Atmosphäre und Umwelt." 

Denn dieser Flutbasaltausbruch lief nicht gleichmäßig ab, sondern in kurzen, scharfen Pulsen, erklärt Benjamin Black vom Massachusetts Institute of Technology in Boston. Jeder dieser Pulse setzte gewaltige Mengen an Gasen wie Kohlendioxid, Schwefeldioxid oder Salzsäure frei. Das bringt sie in den Verdacht, das größte Massenaussterben aller Zeiten ausgelöst zu haben. Denn als die vulkanische Aktivität endlich nachließ, stand das höhere Leben auf der Erde am Rand des Zusammenbruchs:

"Um die Effekte dieser Ausbrüche auf die Umwelt zu verstehen, müssen wir die freigesetzten Gasmengen abschätzen. Deshalb haben wir zunächst Spuren vulkanischer Gase analysiert, die in Kristallen der Basalte eingeschlossen wurden und so erhalten blieben."

Den Analysen zufolge reichten die Massen an Schwefel-, Chlor- oder Fluorverbindungen aus, um Ökosysteme schwer zu schädigen:  

"Diese Gasfreisetzung war selbst mit Blick darauf ungewöhnlich, was auf der Erde so alles während Hunderten von Millionen Jahren passiert ist. Wir haben dann ein globales Klimamodell mit unseren Daten gefüttert, ein Modell, wie es auch der Weltklimarat IPCC einsetzt. Um 250 Millionen Jahre in die Vergangenheit zu schauen, mussten wir jedoch viele Parameter anpassen und beispielsweise die Kontinente an ihre damalige Position rücken."

Ein Supercomputer simulierte die Folgen von 27 unterschiedlichen Eruptionen:

"Wir ließen Karten berechnen, was wo passiert sein könnte. Weil Sibirien auch damals weit nördlich lag, trafen die freigesetzten Schwefelverbindungen die Nordhalbkugel besonders stark: Während jedes Pulses regnete es sozusagen Schwefelsäure. Der pH-Wert müsste dem von unverdünntem Zitronensaft entsprochen haben. Dadurch versauerten Gewässer, Nährstoffe wurden aus den Böden gelaugt und moderne Pflanzen zeigen in Experimenten starke Wachstumsstörungen. Weil diese Belastung abrupt einsetzte und nach geologisch kurzer Zeit wieder aufhörte, hätten sich die Lebewesen kaum anpassen können."

Auch das freigesetzte Kohlendioxid löste sich im Wasser, machte es saurer - und zwar nicht nur auf der Nordhalbkugel, sondern selbst im entlegensten Winkel der Erde:

"Dazu kam der Ozonabbau, der vor allem durch eine Schlüsselchemikalie angetrieben wurde. Sie entstand, weil das Magma mit Erdöl und Erdgas imprägnierte Salzgesteine durchschlug. Diese Verbindung griff die Ozonschicht ähnlich wie FCKW heute an. An den Polen war der Abbau am stärksten, aber in den Simulationen dünnte die Ozonschicht auch rund um die Erde um mehr als 60 Prozent aus."

Dadurch richtete die harte UV-Strahlung der Sonne auch am Boden Schaden an. Dazu kam der Treibhauseffekt, den das Kohlendioxid nach oben schnellen ließ. Es liefen also viele schädliche Prozesse gleichzeitig ab, erklärt Ben Black. Vielleicht hätten sich die Ökosysteme an steigende Temperaturen anpassen können. Aber weil Versauerung und Ozonabbau immer wieder für ein paar Tausend Jahre auf die Grundbelastung aufsattelten, waren die Auswirkungen für die Landlebewesen katastrophal. Als der Flutbasaltausbruch zu Ende ging, dauerte es Jahrmillionen, bis sich die Ökosysteme wieder erholt hatten. Dann waren die Bedingungen für die Ahnen der Saurier ideal, und sie setzten sich durch.



Weiterführende Information

Ureinwohner haben Verwandte in Westsibirien - (Deutschlandfunk, Forschung aktuell, 21.11.2013)

Methanfreisetzungen im sibirischen Meer - (Deutschlandfunk - Forschung aktuell, 25.11.2013)

Geologische Erforschung von Planeten - (Deutschlandfunk - Forschung aktuell, 4.10.2013)

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