Biologische Apokalypse vor 250 Millionen Jahren: Klimawandel und Vulkanausbrüche führten zum Massenaussterben von Arten

Vor rund 250 Millionen Jahren kam es zum größten Massenaussterben der Erdgeschichte. Forschende haben nun ein weiteres Phänomen ausgemacht, das damals am Ende des Perm zum Verschwinden von rund 90 Prozent aller Arten an Land und etwa 80 Prozent der Spezies im Meer beigetragen haben könnte. Vulkanausbrüche in einem bestimmten Gebiet hätten womöglich einen «vulkanischen Winter» mit drastisch sinkenden Temperaturen verursacht, berichtet das Team im Fachjournal "Science Advances". Darauf sei dann ein starker, langanhaltender Anstieg der globalen Temperaturen gefolgt.

Die Wissenschaftler um Shuzhong Shen von der Universität Nanjing hatten Ablagerungen aus jener Zeit in Südchina untersucht. Diese wiesen demnach Abweichungen in ihrer Zusammensetzung - etwa mehr Kupfer und Quecksilber - auf. Dies sei wahrscheinlich auf schwefelhaltige Emissionen nahe gelegener Vulkane zurückzuführen.

Erst zu kalt, dann zu warm

Schwefelsäurehaltige atmosphärische Aerosole könnten die Ursache für eine rasche globale Abkühlung um mehrere Grad gewesen sein, bevor es zu einer starken Erwärmung am Ende des Perm im Zuge stetig steigender Kohlendioxid-Konzentrationen kam, nehmen die Forschenden an. Asche und Schwefeldioxid werden bei größeren Vulkanausbrüchen bis in die Stratosphäre geschleudert. Schwefeldioxid reagiert mit der Luftfeuchtigkeit zu Schwefelsäure, aus der sich wiederum kleine Schwefelsalz-Partikel bilden, sogenannte Sulfatpartikel. Diese reflektieren einen Teil der Sonnenstrahlung, die auf die Erde trifft. Folge ist eine Abkühlung darunter liegender Schichten der Atmosphäre.

Kupferanreicherungen gehen den Wissenschaftlern zufolge häufig auf Mineralisierungsprozesse etwa bei hydrothermalen Systemen oder Verwitterung zurück - beides spiele in der untersuchten Schicht aber keine Rolle. Die Anreicherung finde sich zudem nur in einer nach unten und oben klar begrenzten Schicht, das aber großflächig. Fossile Holzkohle weise auf verbrannte Vegetation hin. In der Summe ließen die Ergebnisse auf einen Eintrag von Kupfer- und Quecksilber-Sulfiden infolge nahe gelegener vulkanischer Aktivität schließen.

Als recht gesichert gilt bereits, dass zum Ende des Perm anhaltende Lavaströme aus einem riesigen, weiter von der jetzt untersuchten Stelle entfernt liegenden Vulkankomplex - dem sogenannten Sibirischen Trapp - zur Freisetzung enormer Mengen Kohlendioxid führten. Es kam zu einer starken globalen Erwärmung, zudem sank der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre und im Meerwasser. Die nun angenommene Aktivität von Vulkanen im heutigen Südchina habe davor oder anfangs noch zeitgleich stattgefunden, nehmen die Forschenden um Shen an. Die Temperaturen könnten demnach in der Folge zunächst um gut vier Grad gesunken und dann anhaltend gestiegen sein.

Extreme und lebensfeindliche Klimaschwankungen

Das globale Auf und Ab der Temperatur in erdgeschichtlich vergleichsweise kurzen Zeiträumen sei insgesamt womöglich deutlich stärker ausgefallen als bisher angenommen, heißt es in der Studie weiter. Vor allem in den Land-Ökosystemen könne dies Klimaextreme verstärken und entscheidend zum Aussterben von Arten beitragen.

Insgesamt sind fünf große Massenaussterben in den letzten 500 Millionen Jahren der Erdgeschichte bekannt - das aktuelle, vom Menschen verursachte noch nicht mitgerechnet. Bekanntestes Beispiel ist das auf einen Asteroiden-Einschlag folgende Sterben vor rund 66 Millionen Jahren am Ende der Kreidezeit. Ihm fielen die Dinosaurier zum Opfer. Zudem starben die Ammoniten aus - tintenfischähnliche Kopffüßer mit spiralartigen Gehäusen, die das Massensterben vor 250 Millionen Jahren noch überlebt hatten. Auch die Plesiosaurier, riesige Reptilien im Meer, verschwanden. Im Zuge des Einschlags waren gewaltige Mengen an Staub und Aerosolen in die Atmosphäre gelangt. Auf der Erde und im Meer wurde es dunkel, das Klima kühlte ab und die Ozeane versauerten. (dpa)

Annett Stein