Lochzählung Blätter verraten Wachstum der Berge

Eine US-Forscherin will einen "Heiligen Gral" der Geologie gefunden haben: die Antwort auf die Frage, wie schnell die heutigen Gebirge gewachsen sind. Eine einfache Zählung der Poren auf der Oberfläche fossiler Blätter soll dafür reichen.


15 Millionen Jahre altes fossiles Blatt der Kalifornischen Schwarzeiche: Poren verraten Wachstum der Berge
The Field Museum

15 Millionen Jahre altes fossiles Blatt der Kalifornischen Schwarzeiche: Poren verraten Wachstum der Berge

Dass Berge durch Vulkanismus oder durch Auffaltung entstehen, wenn die Platten der Erdkruste aneinander stoßen, ist Geologen längst bekannt. Wann und wie schnell genau die heutigen Berge entstanden sind, können jetzt fossile Blätter verraten.

Blätter haben an ihrer Oberfläche kleinste Poren. Mit diesen so genannten Stomata nehmen sie unter anderem Kohlendioxid auf, das sie für die Photosynthese brauchen. Genau wie Sauerstoff nimmt auch die Konzentration von Kohlendioxid in der Luft mit zunehmender Höhe ab. Daher haben die Blätter einer Pflanzenart in Höhenlagen mehr Poren als im Tal.

Jennifer McElwain vom Field Museum in Chicago hat daraus eine einfache Methode entwickelt, die Entstehungsgeschichte der heutigen Berge zu entschlüsseln: Sie zählte die Anzahl der Poren pro Blatt, leitete daraus die Konzentration von Kohlendioxid ab und konnte so auf die Höhe schließen, schreibt die Geologin in der Dezemberausgabe des Fachmagazins "Geology".

Eichenblatt in 400-facher Vergrößerung: Stomata erlauben Aufnahme von Kohlendioxid
The Field Museum

Eichenblatt in 400-facher Vergrößerung: Stomata erlauben Aufnahme von Kohlendioxid

"Die Geschichte der Landerhebungen zu verstehen ist ein Heiliger Gral der Geologie", erklärt McElwain. "Dies ist die erste paläobotanische Methode, die global funktioniert und von langfristigen Klimaveränderungen unabhängig ist. Sie wird zeigen, wie schnell die wichtigsten Gebirge der Erde gewachsen sind und wie dieser Prozess klimatische Muster und die Evolution der Tiere beeinflusst hat."

Die Methode reiche bis zu 65 Millionen Jahre in die Vergangenheit zurück und sei mit einer Fehlermarge von 100 bis 300 Metern genauer als bisherige Verfahren. Sie könne in allen Bereichen angewandt werden, in denen fossile Pflanzenproben zur Verfügung stehen.

Die Wissenschaftlerin nutzte eine Sammlung alter und moderner Blätter der Kalifornischen Schwarzeiche. Der Baum ist in ungewöhnlich vielen Höhenlagen verbreitet und gedeiht in Höhen zwischen 60 und 2440 Metern über dem Meeresspiegel.

Hohe Berge und Plateaus können für Pflanzen und Tiere eine entscheidende Barriere für die weitere Ausbreitung sein. Entsteht ein neues Bergmassiv, kann dies auf beiden Seiten zur Isolation von Populationen und damit zur Entstehung neuer Arten führen. Es ist daher für Forscher interessant zu wissen, wann in der geologischen Vergangenheit die Berge ihre heutige Größe erreicht haben.

Hinzu kommt, dass hohe Berge und große Plateaus Einfluss auf das Klima haben, da sie die atmosphärische Zirkulation beeinflussen. Da die neue Methode unabhängig von Klimaeinflüssen ist, erlaubt sie Forschern, die Wirkung von Landerhebungen auf das globale Klima und dessen Veränderungen zu untersuchen.



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