Vor 119 Millionen Jahren waren die Weltmeere kurz vor dem Ersticken. Der Grund: akuter Sauerstoffmangel. Das belegen geologische Funde weltweit. Unklar blieben bis jetzt jedoch das genaue Timing und die Ursachen dieses Phänomens: Wie schnell kam es dazu und warum? Wie lange hat es gedauert, bis sich das System Ozean danach wieder erholt hat? Diese Fragen wollen nun Geologen mithilfe von neuen Bohrkernen aus Südfrankreich beantworten. Die gewonnenen Daten könnten ihrer Ansicht nach auch für zukünftige Klimaszenarien relevant sein.
Insgesamt 180 Meter lang, elf Zentimeter dick und fast durchgehend hellgrau bis weiß gefärbt: So sehen die Bohrkerne aus, die ein Forscherteam um Professor Wolfgang Kuhnt und Sascha Flögel vom Institut für Geowissenschaften der Universität Kiel (CAU) und vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) kürzlich in La Bédoule/Südfrankreich erbohrte und mit nach Kiel brachte.
Wassersäule ohne Sauerstoff
Das Material besteht aus ehemaligem Meeresboden, denn am Fundort erstreckte sich vor Millionen von Jahren ein Teil des Kreide-Ozeans Tethys. In 61 Metern Tiefe ändert sich die Farbgebung der Sedimentschichten. Das bestätigt die Vermutungen der Kieler Geologen und ihren französischen Partnern von der Aix Marseille Université. „Die dunkle Färbung weist auf einen geringeren Anteil von karbonatischem Material und erhöhte Gehalte an Ton und organischem Material hin“, sagt Kuhnt. „Solches Sediment kann entstehen, wenn die Wassersäule über einen längeren Zeitraum von mehreren hunderttausend Jahren sehr arm an Sauerstoff oder sogar sauerstofffrei ist“, so Kuhnt weiter.
Ozeanische anoxische Ereignisse (OAE)
Verarmen die Weltozeane unterhalb der Oberflächenschicht vollständig an Sauerstoff, spricht man von einem ozeanischen anoxischen Ereignis. Bislang wurden weltweit Hinweise auf vier große OAEs gefunden. Das OAE1A – vor 119 Millionen Jahren – und OAE2 (vor 93 Mio. Jahren) gehören zu den stärkeren Ereignissen. Über die Ursachen und Folgen von OAEs wird bisher nur spekuliert.
Belege für OAEs werden in der Regel in geologischen Aufschlüssen entdeckt, zum Beispiel in Steinbrüchen. Dabei handelt es sich meist um nicht zusammenhängende Gesteinsstücke, die zudem oftmals verwittert und daher für hochauflösende chemische Analysen nur bedingt verwertbar sind.
„Wir haben sehr großes Glück: Unsere Bohrkerne sind von bester Qualität, weil sie frisch aus dem Boden kommen und aus zusammenhängenden Sedimentschichten bestehen“, sagt Flögel. In den Sedimentlaboren des IFM-GEOMAR und der CAU werden die Bohrkerne nun geophysikalisch untersucht.
Auf der Suche nach Verursachern
„Wir suchen nach ‚Verursachern‘ chemischer bzw. physikalischer Natur, die das System Ozean damals zum Umkippen brachten“, sagt Flögel. Dazu werden die Bohrkerne in zwei Hälften gesägt und dann Millimeter für Millimeter um die OAE-Schichten herum unter die Lupe genommen. „Wir hoffen, dass das Material gut genug ist, um sogar die Kohlendioxyd-Konzentration in der Atmosphäre kurz vor, während und nach dem OAE zu rekonstruieren“, sagt Flögel.
Mit den Ergebnissen können die Geologen dann auch Aussagen über die zukünftigen Entwicklungen des Klimas treffen. „Uns interessieren vor allem Schwellenwerte von atmosphärischem Kohlendioxyd, die ein OAE auch in Zukunft ankündigen könnten“, so Flögel weiter. Bereits im November gehen die Forscher wieder auf die Suche nach exzellenten Bohrkernen. Dann aber in Marokko.
(idw – Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, 11.09.2009 – DLO)
