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Erdbahnzyklen haben das Klima nach dem Dinosauriersterben geprägt
Welche Kräfte steuerten das Erdklima nach dem Asteroideneinschlag vor 66 Millionen Jahren? Eine Auswertung von Meeressedimenten spricht dafür, dass spätere Klimaschwankungen eher mit Veränderungen der Erdbahn als mit dem anhaltenden Vulkanismus in Indien zusammenhingen. Die Vulkanausbrüche belasteten das Meeresplankton allerdings zeitweise, ohne die großen Klimasignale zu erklären.
Zaragoza (Spanien). Vor rund 66 Millionen Jahren traf ein großer Asteroid die Erde und löste ein Massenaussterben aus, dem auch die nicht flugfähigen Dinosaurier zum Opfer fielen. Zur gleichen Zeit ergossen sich im heutigen Indien gewaltige Mengen Basaltlava über die Landschaft und bildeten die Dekkan-Trapps.
Seit langem ist umstritten, ob die Vulkane das Aussterben vorbereiteten, Klimaveränderungen verstärkten oder vor allem die anschließende Erholung des Lebens beeinträchtigten. Gesteinsschichten bewahren zwar die Spuren dieser Ereignisse, doch ihre zeitliche Abfolge und ihre jeweiligen Ursachen sind schwer voneinander zu trennen.
Forscher der Universidad de Zaragoza (UNIZAR) um Vicente Gilabert haben nun Ablagerungen aus dem Atlantik, dem Pazifik und dem einstigen Tethysmeer miteinander verglichen. Ihr Untersuchungszeitraum umfasst etwa 750.000 Jahre, von den letzten 100.000 Jahren der Kreidezeit bis rund 650.000 Jahre nach dem Asteroideneinschlag.
Dazu wertete das Team die Verhältnisse stabiler Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope sowie Quecksilbergehalte in Sedimenten aus und verglich sie mit fossilem Meeresplankton. Die Isotope geben Hinweise auf Veränderungen des Kohlenstoffkreislaufs und der Meeresbedingungen, während Quecksilberanreicherungen mögliche Signale von Vulkanausbrüchen liefern. Fossilien planktonischer Foraminiferen, winziger Einzeller mit Kalkschalen, zeigen dagegen, wie die Lebensgemeinschaften auf Umweltbelastungen reagierten.
In den letzten etwa 100.000 Jahren vor der Katastrophe deuten die untersuchten Ablagerungen auf eine allmähliche Abkühlung hin. Einige Fundorte weisen zwar 30.000 bis 15.000 Jahre vor der Kreide-Paläogen-Grenze erhöhte Quecksilberwerte auf, die möglicherweise mit Eruptionen der Dekkan-Trapps zusammenhängen.
Trotz dieser Hinweise auf Vulkanaktivität änderte sich die Zusammensetzung des planktonischen Foraminiferenbestands im offenen Meer zunächst kaum. Auch der übergeordnete Abkühlungstrend setzte sich fort, sodass die Daten keinen klaren klimatischen Umbruch unmittelbar vor dem Asteroideneinschlag erkennen lassen.
An der Grenze vor rund 66 Millionen Jahren änderten sich die chemischen Signaturen der Meeresablagerungen dagegen schlagartig. Gleichzeitig brach die Vielfalt der planktonischen Foraminiferen ein, und in den ersten rund 10.000 Jahren danach häuften sich besonders anpassungsfähige Arten und Exemplare mit ungewöhnlich geformten Kalkschalen.
Auch Quecksilber ist in einigen Ablagerungen dieser Zeit stark angereichert, doch seine Herkunft lässt sich nicht eindeutig dem Einschlag oder dem Vulkanismus zuordnen. Eine weitere Quecksilberspitze etwa 15.000 bis 20.000 Jahre nach dem Einschlag könnte auf verstärkte Eruptionen hindeuten, ohne dass sich gleichzeitig ein neuer Umbruch bei den Foraminiferen zeigt.
Anders fällt die Bilanz für die folgenden Jahrtausende aus. Rund 70.000 bis 200.000 Jahre nach der Grenze breiteten sich erneut besonders widerstandsfähige Planktonformen aus, teilweise zeitgleich mit Quecksilbersignalen, die auf Dekkan-Vulkanismus hindeuten könnten. Dies spricht für zeitweilige Umweltbelastungen, beweist aber keinen direkten Zusammenhang zwischen jeder Eruption und der biologischen Reaktion.