Das Kellwasser-Ereignis: Pflanzen als Auslöser eines Massensterbens

3. Jänner 2018, 14:55
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Vor über 370 Millionen Jahren erlebte die irdische Biosphäre eine ihrer größten Krisen

Bremen – Aus den diversen Massenaussterbeereignissen, die die irdische Biosphäre über sich ergehen lassen musste, ragen die sogenannten Big Five heraus. Zwei davon sind jedem geläufig – das vor 66 Millionen Jahren, das die großen Dinosaurier dahinraffte, und das an der Perm-Trias-Grenze vor 252 Millionen Jahren, das verheerendste überhaupt.

Ein anderes aus den Großen Fünf ist weniger bekannt und klingt eher nach einem Kriminalfall: das Kellwasser-Ereignis. Benannt nach einer Fossilienfundstätte im deutschen Kellwasserkalk, spielte es sich im oberen Devon vor etwa 374 Millionen Jahren ab und betraf vor allem das Leben in den Meeren. Die Landmassen begannen in dieser Zeit erst allmählich zu ergrünen und die ersten Gliederfüßer aus dem Wasser zu locken.

Sauerstoffkrise

"Das devonische Klima lässt sich am besten als extremes Gewächshausklima beschreiben, mit deutlich mehr Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre als heute", sagt David De Vleeschouwer vom Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen (MARUM). Forscher des Zentrums haben dieses verheerende Ereignis genauer untersucht und berichten darüber in "Nature Communications".

Aus einem noch nicht eindeutig identifizierten Grund wurde das Meerwasser damals sauerstoffarm. "Dieses Ereignis hat den Großteil der Lebewesen im Ozean erstickt, und die äußerst unterschiedlichen Korallenriffe aus der devonischen Periode gehörten zu den größten Opfern", sagt Co-Autorin Anne-Christine Da Silva von der Universität Lüttich. Den Nachweis brachten Ablagerungen von Schwarzschiefer: Der ist reich an organischen Bestandteilen, denn weder zum Verrotten des organischen Materials noch zum Atmen der Unterwasserorganismen gab es damals ausreichend Sauerstoff.

Spätfolgen der Landnahme

Eine der Ursachen fanden die Forscher bei eben jenen Pflanzen, die damals das Land eroberten. Während des Devon entwickelten die Landpflanzen erstmals tiefe Wurzelsysteme und holzige Gewebe. Dadurch hatten sie den evolutionären Vorteil, verschiedene Umgebungen besiedeln zu können. Dieser Erfolg der Bodenpflanzen hatte allerdings seinen Preis: Wenn eine Pflanze stirbt, wird ihre Biomasse in die Gewässer und in den Ozean gespült. "Die devonischen Meere wurden also mit Nährstoffen von verrottenden Pflanzen überschüttet, ein Prozess, bei dem Sauerstoff aufgenommen und anderes Leben ausgehungert wird", sagt De Vleeschouwer.

Das allein hätte vielleicht noch nicht ausgereicht, allerdings konnten die Forscher im betreffenden Zeitraum auch eine schwankende Exzentrizität des Erd-Orbits um die Sonne feststellen. Und wenn die Erdumlaufbahn eine verlangsamte Ozeanzirkulation begünstigte, reichte das aus, um die Biosphäre über einen Kipp-Punkt hinaus zu treiben. Das Resultat war ein katastrophales Massensterben, dem die Hälfte bis zu drei Viertel der damaligen Spezies erlagen. (red, 3. 1. 2018)

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