Das größte Aussterbeereignis der Erde hat wahrscheinlich zuerst die Pflanzen getroffen

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Kleinstlebewesen könnten die erdumspannende Katastrophe – bekannt als das “Große Sterben” Ende des Perm – erst einmal überstanden haben, aber Pflanzen haben den Zorn lange vor vielen tierischen Gleichgesinnten erlitten, sagt eine neue Studie unter der Leitung der University of Nebraska-Lincoln.

Vor etwa 252 Millionen Jahren, als die Kontinente des Planeten in den Superkontinent Pangäa verbunden waren, begannen die Vulkane im heutigen Sibirien auszubrechen. Der Ausbruch, der etwa 2 Millionen Jahre lang Kohlenstoff und Methan in die Atmosphäre spuckte, trug dazu bei, etwa 96 Prozent des ozeanischen Lebens und 70 Prozent der an Land lebenden Wirbeltiere zu vernichten – das größte Aussterbeereignis in der Erdgeschichte.

Dennoch deutet die neue Studie darauf hin, dass ein Nebenprodukt des Ausbruchs – Nickel – einige australische Pflanzenarten fast 400.000 Jahre vor dem Aussterben der meisten Meeresarten getötet haben könnte.

“Das sind große Neuigkeiten”, sagte der Hauptautor Christopher Fielding, Professor für Erd- und Atmosphärenwissenschaften. “Man hat das angedeutet, aber niemand hat es vorher festgehalten. Jetzt haben wir eine Zeitleiste.”

Grafisches Protokoll des Pacific Power Hawkesbury Bunnerong DDH-1 (PHKB1) Bohrkerns. PHKB1 befindet sich in der Synklinalen Achse des Sydney-Beckens (Abb. 1). Die Stratigraphie ist an die chronostratigraphische Skala der Ref. 78 (aktualisiert 2017) unter Verwendung neuer CA-ID-TIMS U-Pb-Alter (durch ein Sternchen gekennzeichnet) und derjenigen von refs. 33,35. Die Korrelation lithostratigraphischer Einheiten zu allen Stufen- und Substufengrenzen bleibt vorläufig. Das Protokoll zeigt Lithologien (C-Kohle, Md-Schlammgesteine, Ht heterolithisch, interlaminierter Schluff- und Sandstein, Sa-Sandstein, Gr-Konglomerat), mit annähernder Darstellung der Farbe für Schlammgesteine und verallgemeinerter Interpretation der Depositionsumgebung. Ausgewählte Pflanzengruppenreihen, die auf Makrofossilien und dispergierten Kutikula basieren, die aus Kernproben gewonnen wurden, zeigen den Hauptumsatz in den Floren, die als EPE bezeichnet werden. Ersterscheinungsdaten ausgewählter palynomorpher Taxa bilden die Grundlage für die Erkennung der lokalen Palynozone36,37,76. Für die PTB sind zwei alternative Positionen angegeben – eine niedrigere Position in der Nähe der Basis des P. crenulatus Palynozone, abgeleitet auf der Grundlage vorläufiger neuer CA-IDTIMS-Alter; und eine höhere Position in der Nähe der Basis des L. pellucidus Palynozone, basierend auf Ref. 33. Skalenbalken für pflanzliche Makrofossilien = 10 mm; für Palynomorphe = 20 µm. Ebenfalls dargestellt sind Kaolinit/Killit-Verhältnisse, Chemical Index of Alteration (CIA), Nickelkonzentration normiert auf Al und δ13Corg Werte durch die obere Perm und die untere Triasfolge von PHKB-1. Dep. Env. = abgeleitete Depositionsumgebung, P. c. = Playfordiaspora crenulata Palynozone, P. m. = Protohaploxypinus microcorpus Palynozone, L. p. = Lunatisporites pellucidus Palynozone, AOM = amorphe organische Substanz (Quelle: s. Veröffentlichung)

Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, indem sie fossilisierte Pollen, die chemische Zusammensetzung und das Alter des Gesteins sowie die Sedimentschichtung an den südöstlichen Klippen Australiens untersuchten. Dort entdeckten sie überraschend hohe Nickelkonzentrationen im Schlammgestein des Sydney-Beckens – erstaunlich in Anbetracht der Tatsache, dass es keine lokalen Quellen für das Element gibt.

Tracy Frank, Professorin für Erd- und Atmosphärenwissenschaften, sagte, der Fund deutet auf den Ausbruch von Lava durch Nickelvorkommen in Sibirien hin. Dieser Vulkanismus hätte das Nickel in ein Aerosol verwandeln können, das Tausende von Meilen nach Süden trieb, bevor es auf einen Großteil der dortigen Pflanzenwelt absank und sie vergiftete. Ähnliche Spitzen in Bezug auf Nickel wurden in anderen Teilen der Welt registriert, sagte sie.

“Es war also eine Kombination von Umständen”, sagte Fielding. “Und das ist ein immer wiederkehrendes Thema bei allen fünf großen Massenaussterben in der Erdgeschichte.”

Wenn das Phänomen zutrifft, könnte es eine Reihe weiterer Ursachen ausgelöst haben: Pflanzenfresser, die an Pflanzenmangel sterben, Fleischfresser, die an Pflanzenfressern sterben, und giftige Sedimente, die schließlich in die Meere strömen, die bereits durch steigendes Kohlendioxid, Versauerung und Temperaturen beeinträchtigt wurden.

“Es lässt uns sehen, was möglich ist”.

Eines von drei Ehepaaren im Forschungsteam, Fielding und Frank, fand ebenfalls Beweise für eine weitere Überraschung. Ein Großteil der bisherigen Forschungen zum Großen Sterben – oft an Orten in der Nähe des Äquators durchgeführt – hat abrupte Verfärbungen im Sediment, das während dieser Zeitspanne abgelagert wurde, offenbart.

Verlagerungen von grauem zu rotem Sediment deuten im Allgemeinen darauf hin, dass die Ausstoßung von Asche und Treibhausgasen durch den Vulkanismus das Weltklima in hohem Maße verändert hat, sagten die Forscher. Dennoch ist dieser graue rote Gradient im Sydney-Becken viel gradueller, sagte Fielding und deutete an, dass die Entfernung vom Ausbruch zunächst geholfen hat, die intensiven Temperatur- und Trockenheitsanstiege andererorts zu verhindern.

Obwohl die Zeitskala und das Ausmaß des Großen Sterbens die aktuellen ökologischen Krisen des Planeten überstiegen, erklärt Frank, dass die aufkommenden Ähnlichkeiten – insbesondere die Spitzen der Treibhausgase und das kontinuierliche Verschwinden von Arten – eine Erkenntnis ist, die es wert ist, untersucht zu werden.

“Ein Blick zurück auf diese Ereignisse in der Erdgeschichte ist hilfreich, weil wir dadurch sehen können, was möglich ist”, sagte sie. “Wie wurde das System der Erde in der Vergangenheit gestört? Was ist wo passiert? Wie schnell erfolgten die Veränderungen? Es gibt uns eine Grundlage, auf der wir arbeiten können – einen Kontext für das, was jetzt passiert.”


Veröffentlichung: Christopher R. Fielding, Tracy D. Frank, Stephen McLoughlin, Vivi Vajda, Chris Mays, Allen P. Tevyaw, Arne Winguth, Cornelia Winguth, Robert S. Nicoll, Malcolm Bocking, James L. Crowley. Age and pattern of the southern high-latitude continental end-Permian extinction constrained by multiproxy analysisNature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-07934-z

Quelle: off. Pm der  University of Nebraska-Lincoln

Titelbildunterschrift: Dies ist ein Blick auf den Kohlekliff in New South Wales, Australien, wo Forscher Beweise dafür fanden, dass das größte Aussterben der Erde fast 400.000 Jahre vor dem Verschwinden mariner Tierarten das Pflanzenleben ausgelöscht haben könnte.
(Quelle: Christopher Fielding)


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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.