Massenaussterben

Flutbasalt-Eruptionen lösten Klimakatstrophen aus

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  • Flutbasalt-Eruptionen lösten Klimakatastrophen aus
  • Eine neue Studie zeigt, dass Temperaturrekorde vor Eruptionsbeginn erreicht wurden
  • Magmenaufstieg wurde neu modelliert

Flutbasalt-Eruption zeitgleich mit Asteroiden-Einschlag

Schon lange bevor der Mensch auf der Erde wandelte, gab es Probleme mit dem Klima. Dieses kann zwar über lange Zeiträume hinweg stabil sein, doch es kam im Laufe der Erdgeschichte öfters zu großen Umwälzungen, die ein Massensterben verursachten. Neben Kometeneinschlägen und Strahlungsstürme zeichneten sich Vulkaneruptionen für das verschwinden ganzer Spezies verantwortlich. Oft denkt man bei diesen Naturkatastrophen an explosive Eruptionen von Supervulkanen, doch auch effusive Eruptionen zeichneten sich dafür verantwortlich. Bei diesen Vulkanausbrüchen wurden gigantische Mengen Basaltlava gefördert, die bis zu 1000 m mächtige Ablagerungen schufen, die sehr große Areale bedeckten. Solche Lavamengen wurden nicht in wenigen Tage, Wochen, oder Monaten gefördert, sondern sie hielten mehrere Jahrtausende Jahre an. Sie schufen sogenannte Flutbasaltprovinzen, von denen der Dekkan Trapp in Indien und der Columbia-River-Basalt zwei prominente Beispiele sind. Der Columbia-River-Basalt wurde vor 16,5 Millionen Jahren gefördert und ist deutlich kleiner, als der 66,5 Millionen Jahre alte Dekkan Trapp. Seine Eruption lässt sich mit dem Einschlag des Chicxulub-Asteroiden korrelieren, der seinerzeit den Untergang der Dinosaurier einleitete. Einige Autoren sind der Meinung, dass der Vulkanausbruch seinen Teil zum Verschwinden der Dinos beigetragen haben könnte.

Klimakatastrophen bereits Hunderttausende Jahre vor den Flutbasalt-Eruptionen

Bekannt ist, dass die Entstehung der Flutbasalt-Provinzen massive Auswirkungen auf das Weltklima hatten: es wurden gewaltige Mengen Kohlendioxid freigesetzt. Das Treibhausgas sorgte für eine Klimakatastrophe in Form einer Wärmeperiode. Eine neue Studie untersuchte die Klimaveränderungen genauer und kommt zu dem Schluss, dass der Höhepunkt der ausgelösten Warmzeiten bereits bis zu 200.000 Jahre vor dem Höhepunkt der Eruptionen einsetzte. Die Forscher Xiaochuan Tian und W. Roger Buck von der Columbia University in New York renderten mehrere Simulationen auf Basis moderner Datensätze zum Paläoklima und erhielten ein Modell, nach denen bereits während der Magmenmigration in die Erdkruste gewaltige Mengen Kohlendioxid freigesetzt wurden. Die Mengen waren weitaus größer, als der Kohlendioxid-Flux während der Eruption. Eigentlich ist diese Erkenntnis nicht erstaunlich, denn wir wissen ja, dass Kohlendioxid auch im Vorfeld kleinerer Eruptionen als erstes freigesetzt wird. Daher beobachten Vulkanologen an ihren Hausvulkanen ja auch den Gasflux vor einer Eruption, wobei ein Anstieg der Kohlendioxidfreisetzung auf einen Magmenaufstieg hindeutet.

Das neue Modell erklärt auch, warum die Eruption des Dekan-Trapp nicht dem globalen Winter entgegenwirkte, der durch den Einschlag des Chicxulub-Asteroiden ausgelöst wurde und zum Aussterben der Dinosaurier führte: die Warmphase durch die Dekkan-Trapp-Eruption ereignete sich bereits einige Hunderttausende Jahre früher.

Natürlich schoss auch mir der Gedanke durch den Kopf, ob nicht der aktuelle Kohlendioxid-Anstieg, der für den anthropogenen Klimawandel verantwortlich gemacht wird, vielleicht natürliche Ursachen haben könnte und durch große Magmenmengen ausgelöst wird, die in die Erdkruste eindringen. Doch solche Vorgängen laufen sehr wahrscheinlich nicht im Verborgenen ab und müssten eine Reihe weiterer Nebeneffekte auslösen, die unseren Forschern nicht entgehen dürften.

Magmenaufstieg mit Hindernis

Laut den Autoren der Studie hatte das Magma vor den Flutbasalt-Eruptionen gewaltige Schwierigkeiten aufzusteigen. Es drang zunächst in den unteren Krustenbereich ein, doch der Aufstieg aufgrund des Dichteunterschieds zwischen Schmelze und Krustenmaterial stoppt bald, als sich der isostatische Druckunterschied ausglich. Es kam zu einen langwierigen Prozess, bei dem die Erdkruste mit einer Vielzahl Magmatischer Gänge durchzogen wurde, aufweichte und an Dichte zunahm und zwar solange, bis das Gestein der oberen Kruste schwerer war als das aufsteigende Magma. Erst dann soll es zum finalen Magmenaufstieg gekommen sein, der in den Eruptionen endete. (Quelle: https://www.nature.com/articles/s41561-022-00939-w)

Dinosaurierfund zeugt vom Aussterben durch Asteroideneinschlag

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Im US-Amerikanischen Bundesstaat North Dakota wurde ein sensationeller Fossilfund gemacht, der die These des Massensterbens vor 66 Millionen Jahren, durch einem Asteroideneinschlag vor Mexiko belegt. Bei dem Fund handelt es sich um Bein und Haut eines Dinosauriers der Art Thescelosaurus, der in der Grabungsstätte Tanis gemacht wurde. Dort wird seit 2019 nach Fossilien gegraben und es wurden bereits bedeutende Funde gemacht, die die These des großen Artensterbens durch den Chicxulub-Asteroiden unterstützen. Dazu zählen Fossilien von störartigen Fische, in deren Kiemen Glaskügelchen gefunden wurden, die durch Schmelzen von Gesteinen infolge des Asteroideneinschlags stammten. Solche Schmelzkügelchen nennt der Fachmann Mikrotektite. Bei Tektiten handelt es sich im Allgemeinen um Schmelzgestein, dass bei Meteoriteneinschlägen entsteht. Obsidian wäre ein vulkanisches Äquivalent, allerdings kann es sich chemisch von Tektiten unterscheiden.

Tektite und Iridium belegen Asteroideneinschlag vor 66 Millionen Jahren

Das nun präsentierte Fossil des Thescelosaurus, stellt einen Höhepunkt der Grabungen dar. Es ist das erste Dinosaurierfossil, dass genau aus der Zeit des Einschlags stammt und dieser zweifelsfrei zugeordnet werden kann. Die Forscher um den Paläontologen Robert De Palma gehen davon aus, dass der Thescelosaurus direkt durch den Asteroideneinschlag getötet wurde. Dafür sprechen die Gesteinsschichten, in denen das Fossil gefunden wurde: in den Schichten wurden nicht nur die Fische mit den Glasresten in den Kiemen gefunden, sondern auch ungewöhnlich viel Iridium. Das seltene Element der Platiniumgruppe kommt auf der Erde in nur sehr geringen Konzentrationen vor. Sein Anteil ist in Asteroiden/Meteoriten allerdings weitaus höher. Schlägt ein großer Asteroid ein, entsteht eine Sedimentschicht mit erhöhter Iridium-Konzentration, so wie es vor ca. 66 Millionen Jahren der Fall war, als der Asteroid im mexikanischen Yucatan einschlug und den Chicxulub-Krater schuf. Damals entstanden nicht nur gewaltige Druck- und Flutwellen, sondern es wurden Unmengen an Staub und Aerosolen in die Atmosphäre eingetragen, die sich weltweit verteilten. Einige größere Bruchstücke regneten im großen Umkreis nieder und sind bis in den Weltraum aufgestiegen. Einige der Bruchstücke wurden im 3000 km entfernten Tanis gefunden. Vielleicht erschlug sogar ein Gesteinsbruchstück den kleinen Dinosaurier, dessen fossilisiertes Bein nun soviel Aufregung in der Fachwelt verursacht.

Dinosaurier Thescelosaurus hatte Vogelfüße

Thescelosaurus war ein vogelähnlicher Saurier, der zwar nicht gefiedert war, aber Beine und Füße hatte, die sich am Besten mit dem Vogel Straus vergleichen lassen. Die Forscher gehen davon aus, dass der Saurier nicht an den Spätfolgen des Impakts starb, sondern unmittelbar, zu Beginn der Katastrophe. Die meisten Dinosaurier dürften hingegen einen langsamen und qualvollen Tod erlitten haben, denn sie Verhungerten infolge des globalen Winters, der die Erde mehrere Jahrtausende im Griff gehabt haben dürfte. Das Ereignis leitete nicht nur das Sterben der Saurier ein, sondern einen Großteil allen Lebens auf der Erde. Der Einschlag markiert das Ende der Kreidezeit, und eine Zeitenwende, die den Aufstieg der Säugetiere mit sich brachte.

Grabungsstätte Tanis wurde von Duckwelle erfasst

In Tanis fand man sogar eine gepfählte Schildkröte, ein Zeugnis dafür, dass selbst in 3000 km Entfernung zum Einschlagsort noch Äste wie Speere durch die Luft zischten. Interessanterweise zählen Schildkröten zu den wenigen Überlebenden der Katastrophe.

Die Details der Forschungen gelangten mal nicht über eine Forschungsarbeit ans Licht der Öffentlichkeit, sondern über eine Fernseh-Dokumentation der BBC, die von Altmeister David Attenborough präsentiert wurde.

Sechstes Massenaussterben durch Flutbasalt-Eruption

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Das Leben auf der Erde ist keine Selbstverständlichkeit und es erneuerte sich im Laufe der Erdgeschichte mehrmals. Globale Katastrophen unterschiedlichen Ausmaßes ließen massenhaft Arten verschwinden, um dann neuen Arten aufblühen zu lassen. Diese Faunenwechsel gab es alle paar 10 Millionen Jahre. Darüber hinaus kannten Wissenschaftler 5 Perioden mit großen Massenaussterbeereignissen, bei denen 90% aller Arten verschwanden. Nun scheint sich dazu eine 6. Periode gesellen zu wollen. Sie ereignete sich vor gut 260 Millionen Jahren und markiert das Ende des Erdzeitalters (siehe auch geologische Zeitskala) des Mittelperms.

Das erste Massenaussterben ereignete sich vor 443 Millionen Jahren  und beendete das Ordovizium. Weitere Massenaussterbeereignisse ereigneten sich von 372 Millionen Jahren (Spätdevon), vor 252 Millionen Jahren  (Perm) und vor 201 Millionen Jahren zum Ende der Trias. Das wohl bekannteste Ereignis fand vor 66 Millionen Jahren statt und markiert das Ende der Kreidezeit. Ein Asteroideneinschlag löste einen globalen Winter aus und läutete das Ende der Dinosaurier ein. Doch der Asteroid sollte nicht die alleinige Last der Katastrophe tragen: Mitverantwortlich war die Eruption von ungeheuren Mengen Basalt, die auf dem indischen Subkontinent den Dekkan Trapp bildeten. Aber auch andere Massenaussterbeereignisse und Faunenwechsel sind auf die Bildung von Flutbasalten zurückzuführen.

Flutbasalte setzten Treibhausgase frei

Bei der Eruption der Flutbasalte wurden soviel Treibhausgase freigesetzt, dass die globalen Temperaturen stiegen. Die Ozeane erwärmten sich, was zu einer Verknappung der Sauerstoffkonzentration des Wassers führte. Diese Sauerstoffarmut löste Massenaussterben der Wasserlebewelt aus. Auch das neu entdeckte Ereignis war der Eruption eines Flutbasalts geschuldet. Seine Ablagerungen bilden im heutigen China den Emeishan Trapp. Die Folgen dieses Ereignisses wurden lange Zeit unterschätzt, doch neue Studien belegen, dass es eben solche Auswirkungen gehabt haben soll, wie die bisherigen 5 großen Perioden mit Massenaussterben. Die südchinesische Flutbasaltprovinz formiert sich im Zentrum der Provinz Sichuan und bedeckt eine Fläche von 250.000 Quadratkilometer. Die neuen Erkenntnisse der Forscher löste eine Diskussion aus, ob nicht die Mehrzahl der Faunenwechsel von der Eruption der Flutbasalte hervorgerufen wurde.

Bald könnte ein 7. großen Massenaussterben in die Weltchronik eingehen: Wir stehen scheinbar am Anfang einer neuen Periode des Aussterbens. Schuld daran hat diesmal kein Vulkan oder Asteroid, sondern der Mensch. Wir beeinflussen und vergiften die Umwelt so, dass bereits jetzt so viele Arten aussterben, wie zu Beginn der 6 großen Massenaussterbeereignisse.

Neues Massenaussterben droht

Der Weltklimarat legte heute einen neuen Bericht vor der Düsteres prophezeit: Bis zum Jahr 2050 werden jährlich Metropolen von Unwetterkatastrophen unvorstellbaren Ausmasses heimgesucht. Der Meeresspiegel Anstieg hat sich bereits jetzt deutlich beschleunigt und liegt bei 3,6 mm pro Jahr. Die Zunahme der Naturkatastrophen lässt sich praktisch nicht mehr abwenden und der Mensch steuert auf einen Reset zu: Die Erde wird sich davon irgendwann erholen, aber wohl möglich ohne den Menschen an Bord.