Die berühmten immergrünen Wälder des pazifischen Nordwestens waren nicht immer da. In einer kürzlich in der Zeitschrift Palaeogeography, Palaeoclimatology, and Palaeoecology veröffentlichten Studie beschreiben Wissenschaftler der Brandon University in Manitoba und des Burke Museum das Entstehen dieser Ökosysteme in den letzten 66 Millionen Jahren, als der pazifische Nordwesten ein subtropisches Klima ähnlich dem heutigen Südflorida aufwies.
Wie konnten also in einem heißen, feuchten Klima gemäßigte Wälder entstehen? Die Antwort liegt in der fossilen Aufzeichnung dieser Zeit und wird durch eine weitere Berühmtheit der pazifischen nordwestlichen vulkanischen Gebirgsketten ermöglicht.
Alexander Lowe, Absolvent der Brandon University in Manitoba, Kanada, und derzeitiger Doktorand an der University of Washington und dem Burke Museum analysierte zusammen mit Co-Autoren 3.700 Fossilien von einem einzigartigen paläontologischen Ort namens McAbee Fossil Beds im Süden von British Columbia, Kanada. Die Fundstelle ist ein altes Seebett, das von den umliegenden aktiven Vulkanen gebildet wurde. Die Asche aus mehreren Eruptionen und anderen Sedimenten, die in den See gespült wurden, konservierte eine Fülle von schönen Pflanzen- und Insektenfossilien, aber auch Mikrofossilien wie Pollen und Sporen.
Das Team hat Fossilien aus zwei verschiedenen geologischen Schichten untersucht, die zwei verschiedene Momentaufnahmen in der Zeit darstellen, die nur 10.000 – 100.000 Jahre auseinander liegen. Diese geologische Rarität ermöglichte es den Autoren, die Walddynamik zu studieren, die über Tausende bis Zehntausende von Jahren andauerte. In den meisten Fällen ziehen Paläontologen Vergleiche über Millionen von Jahren und von verschiedenen Orten.
Lowe fand heraus, dass die alten Wälder aus mehreren Pflanzen bestanden, die für die heutige pazifische Nordwest-Region charakteristisch sind: Zedern, Tannen und andere Nadelbäume, Ahorne, Birken und sogar Farne. In diesen Schichten wurde eine Artenvielfalt gefunden, die viele Arten von blühenden Pflanzen und Koniferen umfasste. Der am häufigsten gefundene Nadelbaum war Metasequoia occidentalis, der heute im Osten Chinas heimisch ist. Von den blühenden Pflanzen waren Ulmus okanganensis (eine Ulmenart), Fagus langevinii (eine Buchenart) und Alnus parvifolia (eine Erlenart) die häufigsten Laubbaumarten an diesem Ort.
“Es ist interessant, dass die Pflanzen, die wir in diesen alten Wäldern vorfinden, eine Mischung von Pflanzen darstellen, die wir heute im pazifischen Nordwesten, im Südosten der USA und in Ostchina finden. Diese Mischung von Pflanzen führte zu einer hohen Vielfalt, die wahrscheinlich mit der in den modernen Tropen vergleichbar ist, obwohl diese Wälder damals in höheren Lagen existierten, wo es kalte, winterharte Pflanzen gab, wie zum Beispiel Tannen”, sagte Lowe. “Es ist auch interessant, dass sich der Wald trotz häufiger und dynamischer Vulkanausbrüche im Laufe der Zeit nicht viel zwischen den beiden von uns analysierten Schichten verändert hat, so dass diese Wälder anscheinend recht widerstandsfähig gegen Vulkanausbrüche waren.”
Das Team rekonstruierte die alten Temperaturen und Niederschläge anhand der Form und Größe der fossilen Blätter und fand heraus, dass sie dem heutigen Seattle ähnlich waren, obwohl sie damals in höheren Lagen existierten. Anscheinend gediehen einige der gemäßigten Pflanzen des pazifischen Nordwestens in dieser kühleren Hochgebirgslandschaft, als im Rest der Region ein subtropisches Florida-ähnliches Klima herrschte. Vulkanische Aktivitäten, die häufig waren (aber nicht verheerend genug, um bei jedem Ausbruch alle Pflanzen auszulöschen), boten fruchtbaren Boden. Auch niedrigere Erhebungen am Fuße der Berge schufen Zonen, in denen sich die gemäßigten, kaltlebenden Pflanzen mit den wärmeliebenden Pflanzen vermischen konnten. Sie boten eine Umgebung, in der beide Pflanzengruppen in einer sehr unterschiedlichen Mischung von Pflanzenarten koexistieren konnten.
Neben einem besseren Verständnis des Ökosystems dieser frühen gemäßigten Wälder liefert diese Studie Hinweise darauf, was die befürchteten Auswirkungen des Klimawandels auf die heutigen Ökosysteme haben könnten. Wenn wir verstehen, wie Pacific Northwest Pflanzen in subtropischem Zustand der Vergangenheit lebten, können wir besser verstehen, was bei steigenden Temperaturen in der Region heute passieren kann.
“Wie wir in Hochgebirgslagen wie McAbee sehen, und zunehmend auch heute noch, werden kühlere klimatische Pflanzen- und Tierarten mit zunehmender Erwärmung des Klimas in höhere Lagen getrieben. Aber was passiert, wenn es kein höheres Niveau gibt? Wir verlieren diese Arten”, sagte Dr. David Greenwood, Lowes früherer Berater und Co-Autor der McAbee-Studie.
In den kommenden Jahren wird Lowe im Rahmen seiner Doktorarbeit die Fossilienbilanz in einer weiteren, jüngeren Wärmeperiode (vor 17-15 Millionen Jahren) untersuchen, um zu sehen, wie Pflanzen und regionale Klimazonen reagierten. Zusammen mit anderen Burke-Paläontologen plant er die Analyse von Fossilien aus Washington, Oregon und Idaho.
Diese Studie bietet einen ökologischen Kontext, in dem die Diversifizierung und Entwicklung von Pflanzenfamilien, die heute die gemäßigten Breitengrade in der nördlichen Hemisphäre dominieren, verstanden werden kann, und was mit diesem wichtigen Ökosystem angesichts des sich erwärmenden Klimas heute passieren könnte.
Veröffentlichung: Alexander J. Lowe et al. Plant community ecology and climate on an upland volcanic landscape during the Early Eocene Climatic Optimum: McAbee Fossil Beds, British Columbia, Canada, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (2018). DOI: 10.1016/j.palaeo.2018.09.010
Quelle: off. Pm des Burke Museum
Titelbildunterschrift: Ein Fossil eines Nadelbaums namens Cunninghamia. (Foto: Dr. David Greenwood)
Pia Gaupels
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