Urkatastrophe Vulkane sollen Massentod verursacht haben

Vor 250 Millionen Jahren kam es zum größten Massensterben der Erdgeschichte: Bis zu 90 Prozent aller Arten gingen unter. Zwei Forscherteams kommen nun zu dem Schluss, dass Vulkane die wahrscheinlichsten Auslöser der Katastrophe waren.
Von Mirko Herr

Was immer am Übergang zwischen den Erdzeitaltern Perm und Trias geschah, es war eine Katastrophe von beispiellosem Ausmaß. Innerhalb eines geologisch kurzen Zeitraums von fünf bis acht Millionen Jahren verschwanden 90 Prozent aller Lebewesen des Meeres und 75 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten an Land.

Über die Gründe haben Geologen, Paläontologen und Biologen eine Vielzahl von Theorien aufgestellt. War es ein Meteorit, ähnlich des kosmischen Geschosses, das vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier auslöschte? Oder eher gigantische Vulkanausbrüche, ein klaffendes Ozonloch oder gar eine Supernova in der Nachbarschaft unserer Sonne?

Das Wissenschaftsmagazin "Science" veröffentlicht nun auf seiner Website zwei neue Studien zu dem Thema. Beide kommen zu einem ähnlichen Ergebnis: Vulkanausbrüche im heutigen Sibirien waren wahrscheinlich die Auslöser der Urkatastrophe vor 250 Millionen Jahren. Allerdings haben die Wissenschaftler unterschiedliche Auffassungen darüber, was genau die Feuerberge bewirkten.

Gleichzeitiges Sterben im Wasser und an Land

Ein Team um Peter Ward von der University of Washington in Seattle studierte Gesteinsformationen im Karoo-Becken in Südafrika. In diesem Areal wurden in den vergangenen Jahren die meisten Wirbeltier-Fossilien aus der Übergangszeit von Perm zu Trias gefunden.

Das Karoo-Becken war vor 250 Millionen Jahren, genauso wie heute, festes Land - anders als in verschiedenen Gebieten Chinas, die damals unter Wasser lagen. An beiden Orten wurden viele Überreste des Lebens im Perm entdeckt. Ward und seine Kollegen haben mit Hilfe von chemischen und biologischen Experimenten, aber auch durch die Untersuchung von Magnetfeldern in den Gesteinen die afrikanischen und chinesischen Gesteinsschichten verglichen.

"Tiere und Pflanzen an Land und im Wasser starben ziemlich genau zur gleichen Zeit, und zwar offensichtlich aus denselben Gründen", erklärte Peter Ward gegenüber SPIEGEL ONLINE. Er hat auch gleich eine Annahme zu diesen Gründen parat: "zu viel Hitze und zu wenig Sauerstoff."

Das Ökosystem kollabierte

Als die Forscher 126 Fossilien von Reptilien und Amphibien aus einer 300 Meter dicken Schicht von Sedimenten aus dem Karoo-Becken untersuchten, stießen sie auf einen zweigeteilten Aussterbe-Prozess. Zehn Millionen Jahre lang zum Ende des Perms sei die Zahl der Arten langsam, aber deutlich gesunken. Dann, am Übergang zum Trias, sei es fünf Millionen Jahre lang zu einem rasanten Anstieg der Sterberate gekommen.

Ward glaubt, dass ein starker Treibhauseffekt die Ursache war, angestoßen durch gigantische Vulkanausbrüche im heutigen Sibirien. Die Erwärmung habe für das langsame Aussterben gesorgt. Weil immer mehr Arten fehlten, habe das Ökosystem der Welt einen Punkt erreicht, an dem es kollabierte und dadurch in rasantem Tempo noch mehr Arten verschwanden.

Wards Team stellte noch etwas anderes fest: Der Anteil von Sauerstoff in der Atmosphäre ging im fraglichen Zeitraum stark zurück. Ward spricht von 16 Prozent, heute leben wir mit 21 Prozent Sauerstoff in der Luft. "Damals gab es am Strand gerade so viel Sauerstoff wie heute auf einem fast 5000 Meter hohen Berg. Leben konnte da nur in den tiefer gelegenen Bereichen existieren."

Den Rückgang des Sauerstoffs erklärt er mit einem Sinken des Meeresspiegels am Ende des Perms: "Auf dem freigelegten Meeresboden gab es jede Menge organisches Material. Als das mit der Luft in Kontakt kam, reagierte es mit dem Sauerstoff und entzog ihn der Atmosphäre."

"Die Sauerstoffthese ist sehr gewagt"

Wolfgang Schatz reagiert überrascht auf Wards Theorie. Der Paläontologe von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich glaubt nicht, dass der Sauerstoffmangel eine Ursache für das Massensterben war: "Selbst größte Lebewesen brauchen nicht allen Sauerstoff, den sie einatmen. Und damals gab es kaum Warmblüter mit einem hohen Sauerstoffbedarf. Die Sauerstoffthese halte ich für sehr gewagt", sagte Schatz im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Eine zweite, ebenfalls auf der Internetseite von "Science" veröffentlichte Studie kommt dagegen ebenfalls zu dem Schluss, dass Sauerstoffmangel als Ursache des Perm-Trias-Massentods in Frage kommt - allerdings aus anderen Gründen. Die internationale Gruppe um Kliti Grice von der University of Technology im australischen Perth beschäftigte sich mit Sedimentproben vom damaligen Meeresgrund, der heute in Australien und China trockenes Land ist.

Es ist schon länger bekannt, dass es vor 250 Millionen Jahren in den Ozeanen großflächig zu einem so genannten anoxischen Ereignis kam. Im Wasser war nicht genug Sauerstoff vorhanden, wahrscheinlich auf Grund veränderter Meeresströmungen durch einen Klimawandel. Als Auslöser des Klimawandels vermuten Grice und Kollegen ebenfalls die sibirischen Vulkane.

Schwefelgifte in der Atmosphäre

Die Forscher fanden in den Sedimenten Hinweise dafür, dass ein Sauerstoffmangel ideale Lebensbedingungen für Meeresbakterien schuf, die von Schwefelverbindungen leben. Sie hätten giftige Schwefelverbindungen ins Wasser und die Atmosphäre abgegeben. Erst dadurch seien die meisten anderen Tierarten ausgestorben.

Wolfgang Schatz glaubt dagegen, dass es für das Massenaussterben vor 250 Millionen Jahren keine einzelne Ursache gab. "Bei einem so massiven Ereignis ist wohl eher von einer Kumulation von Auslösern auszugehen." Da es im Laufe der Erdgeschichte insgesamt fünf Mal zu einem Massensterben kam, und zwar jeweils mit anderen Ursachen, ist sich Schatz sicher, dass so ein Ereignis wieder auftreten wird. "Es gibt hier zwar keine regelmäßigen Zeitabstände, aber so etwas wird irgendwann wieder geschehen."

Für das Leben an sich sei das keine Tragödie: "Man muss das ganz wertfrei sehen, diese globalen Einschnitte passieren einfach. Und danach bekommen neue Arten die Chance, freigewordene Lücken im Ökosystem zu besetzen."

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