Massenaussterben: Giftige Vulkangase löschten unzählige Arten aus

Das Ende des Erdzeitalters Perm markiert die größte Katastrophe, die der Planet jemals erlebt hat: Vor rund 250 Millionen Jahren verschwanden rund 95 Prozent aller im Meer lebenden Arten und über 70 Prozent der Spezies an Land. Was zu dem schlimmsten Massenaussterben der Erdgeschichte führte, haben Forscher jetzt genauer ergründet. Demnach sollen gewaltige Gasausbrüche im Vulkangebiet des sogenannten Sibirischen Trapps Schuld gewesen sein. Vermutet worden sei dies schon länger, berichten Wissenschaftler im Fachmagazin "Nature" - doch bisher habe sich nicht erklären lassen, warum Pflanzen und Tiere bereits starben, bevor der Höhepunkt der vulkanischen Eruptionen erreicht war.

Mit Hilfe neuer geochemischer Daten und eines Computermodells will das internationale Forscherteam um Stephan Sobolev vom Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) das Rätsel nun gelöst haben. Die spezielle Zusammensetzung des Magmas habe damals dafür gesorgt, dass bereits zu Beginn der Ausbrüche ungewöhnlich große Mengen an Kohlendioxid und giftigem Chlorwasserstoffgas in die Atmosphäre entwichen seien. Bei einem geschätzten Radius des aufsteigenden Magmas von rund 400 Kilometern seien mehr als 170 Billionen Tonnen CO2 freigesetzt worden, so die Forscher. Das läge um ein Mehrfaches über den bisherigen Schätzungen für den Sibirischen Trapp.

"Der Magmaaufstrom erzeugte zudem eine überraschend große Menge an Chlorwasserstoff - rund 18 Billionen Tonnen", berichten die Wissenschaftler. Diese Menge an giftigem Gas müsse extrem schädigend für die an Land lebenden Arten gewesen sein. Sie sei ausreichend, um eine tödliche Instabilität in der Ozonschicht auszulösen: "Unser Modell deutet darauf hin, dass schon die massive Ausgasung von CO2 und Chlorwasserstoff allein ein Massenaussterben auslösen konnte und dass dieses vor der Hauptphase des Vulkanismus auftrat."

Deckel auf dem Magmaschacht

Die Forscher analysierten 2500 Proben des Minerals Olivin und 45 Basaltproben aus drei Gebieten in Sibirien. Dabei habe sich gezeigt, dass das Olivin unerwartet hohe Mengen an Eisenoxid, Nickeloxid und Manganoxid enthielt. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass recycelte Ozeankruste 10 bis 20 Prozent des Gewichts der damaligen Magmaquelle stellte. Dieses Gestein habe deutlich andere Eigenschaften als die sonst in dieser Region vorkommende kontinentale Kruste. Es wirkte wie ein Deckel auf dem aufsteigenden Magmaaufstrom, einem sogenannten Plume.

Der Anteil der Ozeankruste könne erklären, warum der Plume unter dem Sibirischen Trapp die Oberfläche nicht dehnte und emporhob. Dies sei in ähnlichen Ausbruchsgebieten weltweit häufig der Fall. Stattdessen fraß sich der Plume nach Meinung der Forscher innerhalb von einigen hunderttausend Jahren durch die über ihm liegende Kruste, die dabei extreme Mengen an Gasen freisetzte.

Der CO2-Ausstoß könnte die Ozeane stark versauert haben, nehmen die Wissenschaftler an. Denn damals habe es im Meer noch deutlich weniger puffernde Kalkschichten gegeben als heute oder in späteren Erdzeitaltern. Daher habe sich der Gasausstoß des Sibirischen Trapps verheerender im Ozean ausgewirkt als spätere Ausbrüche dieser Art.