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StartseiteForschung aktuellAn Sauerstoffmangel eingegangen15.04.2005

An Sauerstoffmangel eingegangen

Größtes Massensterben der Erdgeschichte durch Atmosphärenänderung beschleunigt

Paläontologie. - Vor rund 250 Millionen Jahren fegte das größte aller Massensterben mehr als 90 Prozent der bekannten Arten in den Meeren dahin und Dreiviertel aller Arten an Land. Als Ursache schält sich immer mehr ein gigantischer Vulkanausbruch heraus, der die Atmosphäre nachhaltig veränderte. Damit beschäftigt sich ein Artikel in der neuen "Science".

Nur wenig Lebensraum (grün) blieb den Landlebewesen, als am Ende des Perm der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre dramatisch sank. (George Wang, University of Washington)
Nur wenig Lebensraum (grün) blieb den Landlebewesen, als am Ende des Perm der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre dramatisch sank. (George Wang, University of Washington)

Die Erde vor gut 250 Millionen Jahren: Wir sind am Ende des Perm. Alle Kontinente sind verschmolzen zu einem einzigen: Pangäa ist eine schier endlose Landmasse, die sich vom Nord- bis zum Südpol erstreckt. Damals begann Pangäa zu zerbrechen: Aus Erdspalten in Sibirien flossen kilometerdicke Lavaschichten, die noch heute eine Fläche bedecken, die halb so groß ist wie Europa. Dieser Ausbruch veränderte die Chemie der Atmosphäre: Sie wurde von Kohlendioxid überschwemmt:

"Die Erde ist damals sehr, sehr viel wärmer geworden, denn mit dem sprunghaften Anstieg an Kohlendioxid begann ein starker Treibhauseffekt. Gleichzeitig verraten uns geochemische Daten, daß damals der Sauerstoffgehalt fiel und sehr lange niedrig blieb."

Peter Ward von der University of Washington in Seattle. Die Lebewesen wurde es zu warm. Gleichzeitig waren sie an ein Leben mit viel Sauerstoff angepaßt, denn es hatte über viele Millionen Jahre mehr Sauerstoff in der Luft gegeben als heute. Der Grund dafür war die Entstehung der Bäume gewesen. Robert Berner von der Yale-University:

"Bäume bestehen aus Holz, und als die Evolution das erfunden hatte, konnten es die Bakterien lange Zeit nicht abbauen. Die Bäume betrieben Photosynthese, entzogen der Luft dabei Kohlendioxid und gaben Sauerstoff ab. Der sammelte sich an und stieg auf das Allzeithoch von 30 Prozent und vielleicht mehr."

Die Bakterien lernten zwar, Holz zu "verdauen", und das CO2 dabei wieder frei zu setzen. So sank der Sauerstoffgehalt langsam bis zum Ende des Perm. Wegen des Treibhausklimas durch den Lavaausbruch in Sibirien unterschritt der Sauerstoffgehalt schließlich die 16-Prozent-Marke: Damit wurde die Luft auf Meereshöhe so "dünn" wie heute auf 3000 Metern. Das Aussterben begann. Als der Sauerstoffgehalt auf unter zwölf Prozent abstürzte, was heute dem Aufenthalt in 5300 Metern Höhe entspricht, schlitterte das Leben in seine größte Krise. Mehr als die Hälfte der Lebensräume Pangäas wurden unbewohnbar. Jeder Hügel wurde zum unüberwindbaren Hindernis. Wer rüber wollte, erstickte in der dünnen Luft. Der genetische Austausch zwischen benachbarten Populationen war unterbrochen. Täler waren isolierte Inseln mit sehr beschränkten Ressourcen. Ward:

"Das eigentliche Aussterben scheint 10.000 Jahre bis 100.000 Jahre zu dauern. Aber schon zuvor hatten allmähliche Veränderungen begonnen."

Die Welt veränderte sich von Grund auf - und das stellte die Weichen für das Leben neu. Schien zuvor das Zeitalter der Säugetiere anzubrechen, begann nun erst mal das der Saurier. Ward:

"Nach dem Massensterben war die Welt eine andere als zuvor. Unsere Daten zeigen, daß der Sauerstoffgehalt für zehn Millionen Jahre niedrig blieb. Säugetieren geht es bei hohem Sauerstoffgehalt in der Luft gut, bei niedrigem schlechter, während dann die Reptilien aufblühen. Die Vorfahren der Säugetiere hatten primitivere Lungen als die der Saurier. Das am höchsten entwickelte Reptil ist der Vogel, und der fliegt noch in Höhen von mehr als zehn Kilometern, wo der Sauerstoffgehalt gering ist. Säugetiere können das nicht annähernd."

Der niedrige Sauerstoffgehalt bestimmte nicht nur, wer überlebte, er formte auch die Zukunft. Wer unter den Säugetierahnen den Sprung in die neue Welt schaffte, entwickelte "Atemhilfen" in Form von faßförmigen Brustkörben, mit denen er tiefer Luft holen konnte. Aber das machte ihren Nachteil gegenüber den Reptilien nicht wett. Nur wer gute Lungen hatte, gewann. Ward:

"Ohne dieses Massenaussterben und den niedrigen Sauerstoffgehalt in der neuen Umwelt hätten wir niemals Dinosaurier gehabt. Statt dessen hätten die Säugetiere die Welt übernommen. Ihre Evolution ist durch das Zeitalter der Dinosaurier zunächst unterdrückt worden. Das Saurierzeitalter hat 160 Millionen Jahre verschwendet."

Jedenfalls aus Sicht der Säugetiere.

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