Abruptes Ende: Das schlimmste Massenaussterben der Erdgeschichte dauerte weniger als 30.000 Jahre – vielleicht sogar nur wenige Jahrtausende, wie neue Gesteinsdatierungen enthüllen. Der Tod am Ende des Perm-Zeitalters vor rund 252 Millionen Jahren kam damit deutlich schneller als bislang angenommen. Das könnte bestätigen, dass die enormen Vulkanausbrüche des Sibirischen Trapps Ursache dieses Massenaussterbens waren, berichten die Forscher.
Es war die ultimative biologische Katastrophe: Vor rund 252 Millionen Jahren, am Ende des Perm, wäre das Leben auf der Erde beinahe ausgerottet worden. Denn im größten Massenaussterben der Erdgeschichte starben mehr als 90 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten im Ozean und 70 Prozent aller Landbewohner aus.
Wer war schuld?
Doch was war die Ursache dieser Urzeit-Katastrophe? Klar scheint, dass es etwa um diese Zeit anhaltende Ausbrüche in den sibirischen Trapps gab – einem gigantischen Vulkangebiet, das noch heute mit bis zu drei Kilometer dicken Lavaablagerungen bedeckt ist. Die damals freigesetzten Vulkangase könnten das Klima verändert und die Ozeane versauert haben – so eine Theorie. Aber auch ein Klimawandel durch aus dem Ozean freigesetztes Methan halten einige Forscher für möglich.
Das Problem: Weltweit gibt es nur sehr wenige geologische Formationen, die den Perm-Trias-Übergang deutlich zeigen. Die wichtigste von ihnen ist der offizielle Markierungspunkt dieses Massensterbens im chinesischen Meishan. Doch die dortigen Ablagerungen zeigen den Übergang zwar sehr klar, sie sind aber so stark komprimiert, dass kaum erkennbar ist, wie lange die Urzeit-Katastrophe dauerte. Bisher war daher nicht einmal klar, ob es damals eine oder zwei Wellen des Aussterbens gegeben hat.
Nur wenige tausend Jahre
Einen besseren Zeitzeugen haben nun Shu-Zhong She von der Nanjing Universität und sein Team aufgespürt. Dabei handelt es sich um vulkanische Ablagerungen in Penglaitan in Südchina – einem Gebiet, in dem am Ende des Perm ein flaches Tropenmeer lag. Wegen der schnellen Sedimentationsrate in diesem Gewässer bilden die Gesteinsformationen das Geschehen am Perm-Trias-Übergang quasi wie in Zeitlupe ab: Was in Meishan nur wenige Zentimeter einnimmt, füllt hier eine Schicht von mehreren Metern.
Dadurch konnten die Forscher nun die Dauer des Massenaussterbens erstmals genauer eingrenzen. Ihre Datierung enthüllte: Die Katastrophe lief sogar noch schneller ab als lange angenommen. „Die Fossiliendaten sprechen für eine nahezu instantane Ausrottung innerhalb von maximal 31.000 Jahren“, berichten She und seine Kollegen. Wahrscheinlich war der Zeitraum sogar noch kürzer: „Das Massenaussterben könnte sogar nur wenige tausende Jahre gedauert haben, aber das kann unserer Datierungsmethode nicht auflösen“, so die Forscher.
Abrupter Übergang
Die Ablagerungen von Penglaitan geben auch Einblicke in Ablauf und Ausmaß des Massensterbens: Am Ende des Perm finden sich dort noch Fossilien von 66 verschiedenen Arten, darunter Ammoniten, Korallen, Trilobiten, Muscheln, Schwämme und Foraminiferen, wie die Wissenschaftler feststellten. Doch wenig später waren 29 dieser Spezies verschwunden. Mit Ablagerung der Übergangschicht starb ein Großteil dieses zuvor artenreichen Meeresökosystems aus.
Aufschlussreich auch: „Es gab keinerlei Hinweise auf einen Niedergang der Artenvielfalt schon vor dem Massenaussterben und auch keine Perm-Arten, die nachher noch vorkamen“, berichten She und seine Kollegen. Das bestätigt den geologisch gesehen plötzlichen Beginn der biologischen Katastrophe vor 252 Millionen Jahren – und liefert wertvolle Hinweise auf ihre Ursachen.
Vulkanausbrüche als Schuldige?
Nach Ansicht der Forscher stützen ihre Ergebnisse ein Szenario, in dem die Vulkanausbrüche des sibirischen Trappes eine Hauptrolle beim Massenaussterben spielten. Ihren Annahmen nach verursachten die Eruptionen und ihre Gasemissionen eine ganze Kette tödlicher Umweltveränderungen. So belegen die Penglaitan-Schichten, dass sich die Ozeane damals um drei bis fünf Grad erwärmten und ihr Sauerstoffgehalt drastisch absank.
Durch die Vulkanausbrüche wurden zudem giftige Gase und Schwermetalle in die Atmosphäre geschleudert, die sich relativ rasch auch im Ozean niederschlugen. Saurer Regen und ein massiver Eintrag von Kohlendioxid und Methan trugen zusätzlich zur Versauerung und dem „Umkippen“ der Meere bei. „Dies könnte den Wechsel von permischen Kalkstein-Ablagerungen zu den schwarzen, auf anoxische Bedingungen hindeutenden Schieferton-Schichten der frühen Trias erklären“, so She und seine Kollegen.
Ihrer Meinung nach sorgten all diese Umweltveränderungen dafür, dass sich die Ökosysteme des späten Perm bereits auf der Kippe befanden. „In einem so gestressten Zustand hätte dann eine einzige weitere Umweltstörung ausgereicht, um einen abrupten Kollaps der weltweiten Ökosysteme auszulösen“, konstatieren die Forscher. (Geological Society of America Bulletin, 2018; doi: 10.1130/B31909.1)
(Chinese Academy of Sciences Headquarters, 20.09.2018 – NPO)
