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In der Kreidezeit gab es am Südpol häufig Waldbrände
Nahe dem Südpol brannten vor rund 90 Millionen Jahren wiederholt sumpfige Regenwälder und junge Torfmoore. Ein Sedimentkern aus der Westantarktis zeigt, dass vor allem häufige, relativ kühle Bodenfeuer mit dem Übergang zu einem Sphagnum-Moor zusammenfielen. Die Brände könnten die offene Vegetation stabilisiert und so die Moorbildung begünstigt haben.
Bremerhaven (Deutschland). Vor rund 90 Millionen Jahren wuchs nur etwa 900 Kilometer vom Südpol entfernt ein gemäßigter, sumpfiger Regenwald. Trotz einer etwa viermonatigen Polarnacht lag die Jahresmitteltemperatur nach früheren Rekonstruktionen bei rund 12 Grad Celsius, während Trockenphasen mit monsunartigen Regenzeiten wechselten und Nadelbäume sowie Baumfarne die Landschaft prägten.
Forscher der Northumbria University um Prof. Dr. Ulrich Salzmann haben nun denselben Sedimentkern mit einem deutlich erweiterten Methodenspektrum untersucht. Das Team analysierte mikroskopische und größere Holzkohlepartikel, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe als Verbrennungsmarker, die Reflexion verkohlter Pflanzenreste sowie Pollen, Sporen und weitere Biomarker. Die Proben stammen aus einem rund drei Meter mächtigen Abschnitt kreidezeitlicher Sedimente, den die Expedition PS104 im Jahr 2017 vor Westantarktika erbohrt hat.
Holzkohle findet sich im gesamten untersuchten Abschnitt und nimmt in den jüngeren Schichten gemeinsam mit den Konzentrationen mehrerer Verbrennungsprodukte deutlich zu. Zusammen deutet dies nach der Analyse eher auf eine zunehmende Häufigkeit der Brände als auf steigende Feuerintensität hin. Viele größere Holzkohlestücke sind 0,5 bis 1 Millimeter oder länger, was für zumindest teilweise lokale Feuer spricht.
„Wir haben den Kern mit einem anderen Methodenspektrum nochmals sehr genau untersucht und eindeutige Belege für wiederkehrende Waldbrände gefunden. Die geborgenen Sedimente enthalten Belege für die südlichsten bislang auf der Erde nachgewiesenen Waldbrände“, erklärt Dr. Johann Philipp Klages vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).
Die Reflexion des Inertinits, also verkohlter organischer Bestandteile, verweist überwiegend auf Verbrennungstemperaturen von etwa 370 bis 400 Grad Celsius. Solche Werte passen zu bodennahen Oberflächenfeuern und nicht zu besonders heißen Kronenbränden, während chemische Marker zudem vor allem für verbranntes Nadelholz sprechen. Die nächstgelegenen Spuren kreidezeitlicher Vulkanaktivität liegen rund 400 Kilometer entfernt und passen deshalb schlecht zu Vulkanismus als Hauptursache der regelmäßigen Brände. Als wahrscheinlichere natürliche Zündquelle diskutieren die Autoren Blitze, doch der konkrete Auslöser lässt sich im Sediment nicht direkt belegen.
Im selben Sedimentprofil verändert sich die Vegetation grundlegend, denn aus einem von sumpfigen Nadelwäldern geprägten Lebensraum entwickelt sich ein offeneres, farnreiches Moor mit dominierenden Sphagnum-Torfmoosen. In den entsprechenden Schichten machen Sphagnum-Sporen mehr als 36 Prozent der gezählten Pollen und Sporen aus. Nach Angaben der Studie ist dies der älteste bekannte Nachweis eines kohlebildenden Sphagnum-Torfmoors in den südlichen hohen Breiten.
Bemerkenswert ist die zeitliche Kopplung beider Entwicklungen, denn mit der Ausbreitung des Torfmoors nehmen Holzkohle und Verbrennungsmarker zu, während die lokale Pflanzenvielfalt sinkt. Die Forscher folgern, dass wiederkehrende Brände das Wachstum von Bäumen gebremst, Farne gefördert und dadurch eine offene Vegetationsstruktur erhalten haben könnten. Damit hätten die Feuer die weitere Moorentwicklung begünstigt, statt das Feuchtgebiet nur zu zerstören.
„Die zunehmend häufigen Waldbrände spielten dabei offensichtlich eine entscheidende Rolle. Sie hielten die Vegetation offen und ermöglichten die Entwicklung eines Torfmoors, in dem anschließend immer wieder bodennahe Schwelbrände auftraten, ähnlich denen, die in deutschen Mooren in den vergangenen Jahren häufiger geworden sind“, erk