Forscher sagen, dass Quecksilber, das in altem Gestein eingeschlossen ist, den stärksten Beweis dafür liefert, dass Vulkane das größte Massensterben in der Geschichte der Erde verursacht haben. Das Aussterben vor 252 Millionen Jahren war so dramatisch und weit verbreitet, dass Wissenschaftler es “das Große Sterben” nennen. Die Katastrophe tötete mehr als 95 Prozent des Lebens auf der Erde im Laufe von Hunderttausenden von Jahren.
Paläontologen der Universität Cincinnati und der China University of Geosciences sagten, dass sie eine Quecksilberspitze in der geologischen Aufzeichnung an fast einem Dutzend Standorten auf der ganzen Welt fanden, was überzeugende Beweise dafür liefert, dass Vulkanausbrüche für diese globale Katastrophe verantwortlich waren.
Die Studie wurde diesen Monat in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die Ausbrüche entzündeten riesige Kohlelagerstätten und gaben Quecksilberdampf hoch in die Atmosphäre ab. Schließlich regnete es in das marine Sediment auf der ganzen Welt hinab und schuf eine elementare Signatur einer Katastrophe, die das Zeitalter der Dinosaurier einläuten würde.
“Vulkanische Aktivitäten, einschließlich der Emissionen vulkanischer Gase und der Verbrennung organischer Substanzen haben reichlich Quecksilber an die Erdoberfläche abgegeben”, sagte der Hauptautor Jun Shen, ein Professor an der China University of Geosciences.
Das Massensterben ereignete sich an der so genannten Perm-Trias-Grenze. Das Massensterben tötete einen Großteil des terrestrischen und marinen Lebens vor dem Aufstieg der Dinosaurier. Einige waren eigenständige prähistorische Monster, wie die wilden Gorgonopsiden, die wie eine Kreuzung zwischen einem Säbelzahntiger und einem Komodowaran aussahen.
Die Ausbrüche ereigneten sich in einem vulkanischen System namens Sibirischer Trapp (Flutbasalt) im heutigen Zentralrussland. Viele der Ausbrüche geschahen nicht in kegelförmigen Vulkanen, sondern durch klaffende Risse im Boden. Die Ausbrüche waren häufig und lang anhaltend und ihre Raserei erstreckte sich über einen Zeitraum von Hunderttausenden von Jahren.
“Typischerweise wird bei großen, explosiven Vulkanausbrüchen viel Quecksilber in die Atmosphäre freigesetzt”, sagt Thomas Algeo, Professor für Geologie am UC McMicken College of Arts and Sciences.
“Quecksilber ist ein relativ neuer Indikator für Forscher. Es ist ein heißes Thema geworden, um vulkanische Einflüsse auf wichtige Ereignisse in der Erdgeschichte zu untersuchen”, sagte Algeo.
Forscher verwenden die scharfen, versteinerten Zähne von neunaugenähnlichen Kreaturen, den sogenannten Conodonten, um das Gestein zu datieren, in dem das Quecksilber abgelagert wurde. Wie die meisten anderen Kreaturen auf dem Planeten wurden auch die Conodonten (marine Mikrofossilien) durch die Katastrophe dezimiert.
Die Eruptionen trieben über diesen längeren Zeitraum bis zu 3 Millionen Kubikkilometer Asche hoch in die Luft. Um das in Relation zu setzen, schickte der Ausbruch des Mount St. Helens in Washington 1980 nur 1 Kubikkilometer Asche in die Atmosphäre, obwohl Asche auf Autofrontscheiben bis nach Oklahoma herunterfiel.
Tatsächlich, so Algeo, spuckten die Ausbrüche der sibirischen Trappe so viel Material in die Luft, insbesondere Treibhausgase, dass sie den Planeten um durchschnittlich etwa 10 Grad Celsius erwärmten.
Das sich erwärmende Klima war wahrscheinlich einer der größten Täter des Massenaussterbens, sagte er. Aber saurer Regen hätte viele Gewässer verdorben und den Säuregehalt der globalen Ozeane erhöht. Und das wärmere Wasser hätte aufgrund des Mangels an gelöstem Sauerstoff mehr Todeszonen aufgewiesen.
“Wir müssen uns oft den Kopf darüber zerbrechen, was genau am schädlichsten war. Lebewesen, die sich an kältere Umgebungen angepasst haben, hatten Pech”, sagte Algeo. “Also schätze ich, dass Temperaturschwankungen der Killer Nummer eins ist. Die Auswirkungen werden durch Versauerung und andere Toxine in der Umwelt noch verstärkt worden sein.”
Ausbrüche über Ausbrüche über einen längeren Zeitraum hinweg verhinderten, dass sich die Nahrungsketten der Erde erholen konnten.
“Es ist nicht unbedingt die Intensität, sondern die Dauer, die zählt”, sagte Algeo. “Je länger dies dauerte, desto mehr Druck wurde auf die Umwelt ausgeübt.”
Auch die Erde erholte sich nur langsam von der Katastrophe, weil die anhaltenden Störungen die Biodiversität weiterhin zerstörten, sagte er.
Die Erde hat in ihren 4,5 Milliarden Jahren fünf bekannte Massenaussterben erlebt.
Wissenschaftler benutzten ein weiteres elementares Signatur – Iridium, um die wahrscheinliche Ursache für das globale Massensterben zu ermitteln, das die Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren ausgelöscht hat. Sie glauben, dass ein riesiger Meteorit das heutige Mexiko getroffen hat.
Die daraus resultierende Menge an überhitztem Erdmaterial, das Iridium enthielt und das in der geologischen Aufzeichnung auf der ganzen Welt zu finden ist, wurde in die Atmosphäre geblasen.
Shen sagte, dass die Quecksilbersignatur überzeugende Beweise dafür liefert, dass die Ausbrüche der Sibirischen Trapps für die Katastrophe verantwortlich waren. Jetzt versuchen die Forscher, das Ausmaß der Ausbrüche zu erfassen und herauszufinden, welche Umweltauswirkungen insbesondere für das Massensterben verantwortlich waren, insbesondere für Landtiere und Pflanzen.
Shen sagte, dass das Permer Aussterben Licht darauf werfen könnte, wie die globale Erwärmung heute zum nächsten Massensterben führen könnte.
Wenn die globale Erwärmung tatsächlich für das Aussterben des Perm verantwortlich war, was bedeutet die Erwärmung heute für Mensch und Tier?
“Die Freisetzung von Kohlenstoff in die Atmosphäre durch den Menschen ist ähnlich wie die Situation im Spätperm, wo reichlich Kohlenstoff durch die sibirischen Eruptionen freigesetzt wurde”, sagte Shen.
Algeo bemerkte, dass es Grund zur großen Sorge gibt.
“Eine Mehrheit der Biologen glaubt, dass wir an der Schwelle zu einem weiteren Massensterben stehen – dem sechsten großen. Ich teile diese Ansicht”, sagte Algeo. “Was wir lernen sollten, ist, dass dies ernsthafte Probleme sein werden, die den menschlichen Interessen schaden, also sollten wir daran arbeiten, den Schaden zu minimieren.”
Menschen, die in Randgebieten wie Trockenwüsten leben, werden zuerst leiden. Dies wird zu mehr Klimaflüchtlingen auf der ganzen Welt führen.
“Wir werden wahrscheinlich mehr Hungersnöte und Massenmigration an den am stärksten betroffenen Orten erleben. Es ist ein globales Thema, das wir erkennen und proaktiv angehen sollten. Es ist viel einfacher, diese Probleme zu lösen, bevor sie in eine Krise geraten.”
Veröffentlichung: Jun Shen et al, Evidence for a prolonged Permian–Triassic extinction interval from global marine mercury records, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-09620-0
Quelle: off. Pm der University of Cincinnati
Titelbildunterschrift: Ein Vulkanausbruch bedeutet den Untergang eines räuberischen Gorgonopsiden während der Permzeit. (Ill.: Margaret Weiner/UC Creative Services)
Pia Gaupels
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