Kreidezeit Eis im Supertreibhaus der Dinos

Es war die große Zeit der Dinosaurier - und es war heiß: In der Kreidezeit war die Erde ein Treibhaus, die Meeresspiegel sanken um bis zu 40 Meter. Wissenschaftler glauben nun zu wissen, was mit den gewaltigen Wassermengen passierte. Sie gefroren mitten in der Hitze zu Eis.

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Damals gehörte die Erde ihnen - den Dinosauriern. Auch in den Ozeanen tummelten sie sich. Sowohl an Land als auch zu Wasser war es in der Kreidezeit so warm, dass sich sogar der alligatorähnliche Champosaurus am Rand der heutigen Arktis wohl fühlte. In den tropischen Ozeanen der Kreidezeit herrschten Durchschnittstemperaturen von bis zu 35 Grad Celsius - im manchen Bereichen sind das bis zu neun Grad mehr als heutzutage. "Die Kreidezeit war einer der wärmsten Abschnitte der Erdgeschichte", sagt André Bornemann, Geologe an der Universität Leipzig, im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Antarktis heute: Die Größe des kreidezeitlichen Eisschildes muss rund 60 Prozent des heutigen betragen haben
Google Earth / NASA

Antarktis heute: Die Größe des kreidezeitlichen Eisschildes muss rund 60 Prozent des heutigen betragen haben

Diese Phase der Erdgeschichte begann vor 135 Millionen Jahren und endete vor 65 Millionen. Bisher glaubten Wissenschaftler, dass der Planet damals nahezu eisfrei gewesen sein muss - doch diese These wackelt nun.

Mit Peter Hofmann von der Universität Köln und einem internationalen Wissenschaftlerteam hat Bornemann eine paradox erscheinende Theorie aufgestellt: Ausgerechnet in der heißesten Phase der Kreidezeit, im sogenannten Turon, dem "Supertreibhaus" (93,5 bis vor 89,3 Millionen Jahre vor unserer Zeit), sollen riesige Mengen an Eis entstanden sein. Und das auch noch in einem relativ kurzen Zeitraum von nur 200.000 Jahren. Ihre Forschungsergebnisse haben sie im Fachmagazin "Science" veröffentlicht.

Wie kommen sie darauf? Eines ist sicher: In dieser Zeit verschwanden riesige Mengen Wasser aus den Ozeanen. Aus anderen geologischen Studien weiß man, dass in weniger als einer Million Jahren der Meeresspiegel in verschiedenen Regionen der Erde - Russland, Nordamerika und Nordeuropa - um bis zu 40 Meter abfiel. "Das ist zu schnell, um es mit Plattentektonik zu erklären", sagt Peter Hofmann. Bornemann und Hofmann glauben: Das Wasser gefror zu Eis. Der wahrscheinlichste Ort ihrer Meinung nach: die Antarktis.

Um ihre Theorie zu untermauern, haben sie die Überreste von zwei verschiedenen Kleinstlebewesen untersucht, die in Ozeansedimenten aus der Turon-Phase enthalten waren. Die Sedimente stammten aus Bohrungen im Atlantik, in Äquatorgegend nahe des südamerikanischen Surinam.

Die Welt der Kreidezeit: Die Antarktis lag schon damals am Pol, die Forscher vermuten die Eisbildung am ehesten dort
SPIEGEL ONLINE

Die Welt der Kreidezeit: Die Antarktis lag schon damals am Pol, die Forscher vermuten die Eisbildung am ehesten dort

In den Sedimenten eingekapselt sind zwei wichtige biologische Zeitzeugen aus der Kreidezeit. Bornemann untersuchte in den Sedimenten die Kalkschalen von Foraminiferen, einzelligen Kleinstlebewesen, die - damals wie heute - kunstvolle Häuschen aus Kalk bauen.

Aus ihrer chemischen Zusammensetzung konnten die Wissenschaftler wertvolle Informationen über die Ozeane der Kreidezeit gewinnen. Von den anderen einzelligen Zeitzeugen - den Archaeen - sind die Überreste ihrer Zellmembranen erhalten geblieben. Deren chemische Zusammensetzung untersuchte Hofmann. Aus den Foraminiferen-Kalkschalen sowie den Archaeen-Membranen können die Wissenschaftler unter anderem Rückschlüsse ziehen auf die Temperatur und den Salzgehalt des tropischen Ozeans, in dem sie einst lebten.

Die Kleinstlebewesen verrieten, wie die Ozeane aussahen

Im Kalk der Foraminiferen-Schalen enthalten ist Sauerstoff aus dem Meer. Er tritt in verschiedenen Isotopen auf. Isotope eines chemischen Elements unterscheiden sich nur in der Anzahl ihrer Neutronen im Atomkern. In der Natur kommt Sauerstoff fast ausschließlich in Form des Isotops Sauerstoff-16 vor - so auch im Ozeanwasser der Kreidezeit. Ein Bruchteil des natürlichen Sauerstoffs aber ist Sauerstoff-18, der etwas schwerer ist. Wird dem Ozean Süßwasser entzogen, zum Beispiel durch die Bildung von Eis, dann geht zuerst der leichtere Sauerstoff-16 aus dem Meerwasser.

Die Folge: Der Anteil von Sauerstoff-18 steigt. Und dieses Isotop bauen dann auch die Foraminiferen vermehrt in ihre Kalkschalen ein.



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