Das größte Massensterben der
Erdgeschichte, dem 90% der Tierarten im Meer zum Opfer fielen, fand vor rund 250
Mio. Jahren statt (ähnlich, wie bei der
bekanntsten Katastrophe dem Aussterben der Dinosaurier gegen Ende der Kreide-
Tertiär Zeit vor ca. 65 Mio. Jahren).
Aus solchen Katastrophen
erwuchsen aber auch neue Chancen. Bislang unbedeutende Tierarten konnten sich
entfalten, weil größere Tiere von denen sie gefressen wurden ausgestorben sind
( jetzt Vorfahren der modernen Fische,
vorher dominierten Tiere, die Nahrungspartikel aus dem Wasser filterten.
Tiere, die auf Umweltveränderungen empfindlich reagierten starben schneller aus, als andere, deren Population sich nur verringerte.
Gründe für das Massensterben waren geologische und klimatische Umbrüche.
Da niemand die genauen Ursachen für diese geologischen und klimatischen Umbrüche weis, vermuten Forscher, daß Naturkatastrophen für diese Umbrüche verantwortlich sind. Hier konnten sich 4 Theorien durchsetzen.
1. Meteoriteneinschlag
2. Vulkantheorie
3. Springen der Pole
4. Häufung von Katastrophen
Das Leben danach
Es dauerte ca. 5 Mio. Jahre bis neue blühende Ökosysteme entstanden.
1. Die Theorie eines Meteoriten- oder Asteroideneinschlages
Nach heutigem Forschungsstand geht ein Großteil der Wissenschaftler davon aus, daß das massenhafte Artensterben zwischen der Kreidezeit und Tertiärzeit (vor etwa 65 Millionen Jahren) durch ein kosmisches Desaster ausgelöst wurde. Man nimmt an, daß ein Asteroid oder Komet mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 km/s und von mehr als 10 km Durchmesser mit der Erde kollidierte. Die dabei freigesetzte Energie löste eine kaum vorstellbare Umweltkatastrophe aus. Orkane und riesige Flutwellen, Wolkenbrüche sauren Regens und Feuersbrünste überzogen die Erde. Nach Computersimulationen aus dem Jahre 1980 von der US-Behörde für Luft- und Raumfahrt (NASA) müßte ein Objekt von zehn Kilometern Durchmesser so viel Staub aufgewirbelt haben, daß monatelang kein Sonnenlicht mehr auf die Erdoberfläche gelangen konnte. Ohne Sonnenlicht können Pflanzen aber keine Photosynthese mehr betreiben. Dadurch hätten viele andere Lebewesen keine Lebensgrundlage mehr, da die Pflanzen kein biologisches Material mehr aufbauen würden. Die Nahrungskette wäre somit bereits beim ersten Glied gerissen. Als die Sonne wieder durchdrang, überwärmte sich die Atmosphäre durch einen gigantischen Treibhauseffekt. Als endlich wieder Ruhe einkehrte, war etwa jede zweite Tier- und Pflanzenart ausgestorben. Das Leben folgte nun anderen Entwicklungspfaden.
Viele Indizien für diese Theorie sind nach Jahrmillionen vernichtet oder verändert, so daß nur wenige Spuren zurückbleiben. Ein Streitpunkt der Wissenschaftler ist heute vor allem die Zeitspanne des Aussterbens. In den letzten Jahren setzt sich aber die Theorie durch, daß das Artensterben eher ein kurzfristiges Ereignis von nur einigen 1000 Jahren, was für geologische Maßstäbe sehr wenig ist, war. Fossilfunde mittelgroßer Tiere, etwa mariner Wirbelloser, sprechen beispielsweise für ein kurzfristiges Ereignis. Einen Beleg dafür fanden Forscher Anfang der siebziger Jahre bei Gubbio, einem Ort in Italien. Dort liegt der schmale Tonhorizont, welcher die Kreide-Tertiär-Wende markiert und nur rund 1 cm dick ist, inmitten einer sechs Meter mächtigen Kalkschicht, welche entstand, als das Erdmagnetfeld gegenüber heute invers gepolt war. Dadurch errechnet sich für diesen Tonhorizont eine Entstehungszeit von wenigen tausend Jahren.
Ein Beleg für den Einschlag eines Himmelskörpers, also für die außerirdische Ursache der Katastrophe, ist dir sogenannte Iridium-Anomalie. Forscher fanden heraus, daß an der KT-Grenze anomal hohe Mengen des auf der Erde seltenen Elements Iridium vorhanden sind. Die normale Iridium-Verteilung in der Erdkruste ist mit etwa 0,3 Teilen pro Milliarde recht gering. Dagegen enthalten kohlige Chrondite, bestimmte Steinmeteoriten, 500 Teile pro Milliarde. Bis 1990 hatten mehr als 100 Forscher aus 21 Labors in 13 Ländern an etwa 96 Orten rund um die Erde abnorm hohe Iridium-Werte an der KT-Grenze gefunden, sowohl in marinen als auch in nichtmarinen Ablagerungen, in Aufschlüssen an Land und in ozeanischen Bohrkernen. Um sicherzugehen, daß Iridium-Anomalien ansonsten selten sind wurde noch eine ausreichende Menge anderer Sedimente analysiert. Die Beschaffenheit der KT-Grenze ist nach heutigem Wissenstand daher einzigartig. Überaupt sprechen die Mengenverhältnisse aller in der KT-Grenzschicht vertretenen Platinmetalle für deren außerirdische Herkunft. Steinmeteoriten lassen sich daran erkennen, daß sie viel mehr Ruthenium, Rhodium und Iridium enthalten als irdisches Gestein. Und gerade das trifft auf das Gestein der KT-Grenzschicht an verschiedenen Orten zu.
Der zweite große Beleg welcher für einen Meteoriteneinschlag spricht ist die Stoßwellen-Theorie. So fand man 1981 Kügelchen von einem Millimeter Durchmesser in der KT-Grenzschicht. Hierbei handelt es sich um Tröpfchen aus Basaltgestein, das nur unter den hohen Drücken der Stoßwellen des Einschlags aufgeschmolzen und ausgeworfen werden konnte. Man findet solche Kügelchen, auch Quarzkörner genannt, sonst nur in Meteoritenkratern, in Atomtestgebieten sowie an Objekten, die man künstlich extremen Drücken ausgesetzt hat.
Enttäuschenderweise konnte bis in die Neunziger niemand den Einschlagsort eines zehn Kilometer großen Meteoriten, einen 150 Kilometer weiten Krater aus jener Zeit, finden. Amerikanische Geologen entdeckten dann 1990 am Rande der Halbinsel Yucatan im Golf von Mexiko einen Krater von rund 180 Kilometer Durchmesser. Sie nahmen an, daß dieser durch den Aufprall eines Objektes von 10 bis 20 Kilometer Durchmesser entstanden sei. Sein Alter wurde mit 65 Millionen Jahren angegeben, stimmte also mit der KT-Wende überein.
Einen ausreichend großen Krater hat man inzwischen bei der Halbinsel Yucatan entdeckt (Chicxulub-Krater)
Obwohl einige Indizien sehr stark für die Theorie eines Meteoriteneinschlages sprechen, der für das Artensterben verantwortlich ist gibt es noch Zweifel. Noch passen auch verschiedene Befunde nicht zusammen: So wurde im November 1995 eine Untersuchung veröffentlicht, nach der der Chicxulub-Krater nun etwas älter als die KT-Wende sein soll. Auch ist nicht auszuschließen, ob vielleicht zwei oder auch mehr Meteoriten gleichzeitig oder rasch nacheinander die Erde getroffen haben könnten. Auch gibt es einige Wissenschaftler, welche meinen, die Quarzkörner und Iridium-Anomalie mit Vulkanausbrüchen erklären zu können.
2. Die Theorie eines verheerenden Vulkanismus
Die Zeitspanne des Aussterbens vieler Tier- und Pflanzenarten vor rund 65 Millionen Jahren, also zur KT-Wende fällt mit einer Phase extrem heftiger Vulkantätigkeit überein. Die Erklärung des Massensterbens zur KT-Wende ist das Gegenmodell zur Asteroiden-Hypothese und bereits 1972 wiesen Forscher auf eine intensive Vulkantätigkeit, welche damals vor allem in Indien stattgefunden haben muß, hin. Dieser Vulkanismus erzeugte gewaltige, weitreichende Lavaströme, die als Dekkan-Traps bezeichnet werden. Seit Mitte der siebziger Jahre besteht die Vermutung, daß aktive Vulkane Massensterben verursachen können, indem sie beträchtliche Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre ausstoßen, die das Klima umschlagen lassen und den Chemismus des Meerwassers verändern. Einige Wissenschaftler kamen nach der Untersuchung verschiedener Sedimente der KT-Grenze zu der Überzeugung, daß sich diese Schicht nicht plötzlich, sondern über einen Zeitraum von 10.000 bis 100.000 Jahren abgelagert hat. Sie hielten daher starken Vulkanismus als Ursache des globalen Artenschwundes für wahrscheinlicher als einen Meteoriteneinschlag. Außerdem konnten die Wissenschaftler das Alter der basaltischen Vulkangesteine auf 64 bis 68 Millionen Jahre datieren. Dies würde also für den Vulkanismus als Ursache des Massensterbens sprechen. Durch Untersuchungsergebnisse konnte das Alter der Dekkan-Trapps 1988 weiter eingegrenzt werden. Sedimente unmittelbar unter den Dekkan-Laven enthalten Skelettreste von Dinosauriern , welche in den letzten acht Millionen Jahren der Kreidezeit lebten. Demnach setzte der Dekkan-Vulkanismus während der letzten Stufe der Kreide ein. Viele Forscher vertreten die Meinung, daß der Dekkan-Vulkanismus während des letzten Intervalls der Kreidezeit einsetzte, zur Kreide-Tertiär-Wende seinen Höhepunkt erreichte und zu Beginn des Känozoikums endete. Einige Forscher haben nun auch eine Erklärung für die Entstehung der sogenannten Quarzkristalle durch Vulkanismus gefunden, welche oft als stärkstes Argument für die Meteoritentheorie gewertet werden. Demnach könnten die Stoßwellen von explosiv entgasten Vulkanen ausreichen, um in bereits auskristallisiertem Quarz Druckspuren zu hinterlassen, sofern sie lange genug einwirken und die Temperatur entsprechend hoch ist. Forscher schätzten heute, daß in der Hauptausbruchsphase der Dekkan-Traps innerhalb weniger Jahrhunderte bis zu 30 Billionen Tonnen Kohlendioxid, sechs Billionen Tonnen Schwefel und 60 Milliarden Tonnen Halogene wie z.B. Fluor und Chlor in die tieferen Schichten der Atmosphäre gelangt sind. Die beim Ausfluß von 1000 Kubikkilometern Lava in die Atmosphäre gelangenden Mengen an Schwefelverbindungen und Staub reichen aus, die mittlere Jahrestemperatur der Erde um drei bis fünf Celsiusgrade zu erniedrigen. Andere Faktoren könnten jedoch genau das Gegenteil bewirkt haben. Physiker der Universität Paris vermuten, daß das Schwefeldioxid aus den Dekkan-Vulkanen die oberen Wasserschichten der Weltmeere ansäuerte und dadurch die Algen abtötete, die normalerweise der Atmosphäre Kohlendioxid entziehen und es nach ihrem Absterben im Sediment am Meeresboden speichern. Saures Meerwasser hätte umgekehrt sogar carbonhaltige Sedimente aufgelöst und das darin fixierte Kohlendioxid freigesetzt. Dadurch könnte der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre auf etwa das Achtfache des heutigen Wertes emporgeschnellt sein. Dies hätte die Jahresdurchschnittstemperatur aufgrund eines gigantischen Treibhauseffektes um rund fünf Grad ansteigen lassen. Der Zusammenhang zwischen der Abkühlung durch den Staub und der Erwärmung durch das Kohlendioxid, die zeitlich nicht unbedingt zusammenfallen müßten, ist noch unklar.
Seit einigen Jahren nennen Forscher auch einen Mantel-Plume als Ursache für das Massensterben. Während sich das Erdmagnetfeld zwischen 120 und 85 Millionen Jahren vor der Gegenwart kein einziges Mal umkehrte, setzten die Umpolungen 15 bis 20 Millionen Jahre vor der KT-Grenze wieder ein. Die Häufigkeit der Umpolungen ist ein Maß für Aktivitäten im Erdkern und seiner Grenze zum Erdmantel und hat seitdem auf 250.000 Jahre zugenommen. Diese Erscheinung könnte auf eine Phase verstärkter Konvektion im Erdmantel zurückgeführt werden, die Dutzende von Jahrmillionen vor dem KT-Übergang einsetzte. Diese verstärkte Konvektion könnte die Bildung von zahlreichen Mantel-Plumes zur Folge gehabt haben. Das Magma aus einem heißen Plume dürfte in raschen, kurzen Schüben ausgetreten sein. Die einzelnen Lavaströme ergössen sich dabei innerhalb weniger Tage oder Wochen, und der nächste Ausbruch würde Jahre oder auch Tausende von Jahren später folgen. Die weitreichenden Folgen jedes Ausbruchs könnten das ratenweise Massensterben erklären.
Was sind die Pole?
Es gibt einen Nord- und einen Südpol. Vom Südpol gehen Kraftlinien aus, die am Nordpol wieder in die Erde tauchen. Diese Kraftlinien bilden ein Magnetfeld, das sich ca. 65000 km in den Weltraum erstreckt. Durch dieses Magnetfeld werden Sonnenwinde (Ströme aus elektrisch geladenen Teilchen) und gefährliche kosmische Strahlen abgelenkt.
Polspalten:
Energieschwache Teilchen dringen durch die Polspalten des Magnetfeldes vor. Hier kollidieren sie mit Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen, werden ionisiert und erzeugen so Nord- und Südlicht.
Wann springen die Pole?
Durchschnittlich vollzieht sich der Polsprung alle 500.000 Jahre. Der letzte war vor etwa 780.000 Jahren. Er dauert etwa 1200 Jahre.(entdeckt bei der Arbeit mit einem Computermodell vom Erdmagnetfeld). Funde aus einem 16 Mio. Jahre alten Lavastrom lassen aber vermuten, daß sich ein Sprung sogar in wenigen Monaten vollziehen könnte. Lava enthält magnetische Materialien, die sich nach dem umgebenden Magnetfeld richten. Wissenschaftler fanden in erstarrter Lava Hinweise dafür, daß das Magnetfeld in nur 13 Tagen seine Richtung um bis zu 80 Grad geändert hat.
Warum springen die Pole?
Es gibt 2 Magnetfelder:
1. Das Magnetfeld im äußeren Erdkern, das durch die Kraftlinien vom Nord- zum Südpol erzeugt wird.
2. Das stabilere Magnetfeld im festen aus Eisen bestehende inneren Kern. Es ist stärker als das Magnetfeld im äußeren Erdkern.
Die Kreisbewegungen in dem aus Flüssigmetall bestehende äußeren Erdkern versuchen dauernd das Feld zu wende, dies wird von dem stabileren Magnetfeld im Erdinneren verhindert.
Wird jetzt das Magnetfeld im
Erdinneren zu schwach wird das äußere Magnetfeld gewendet, d. h.
die Pole springen.
Folgen eines Polsprungs:
Die Erde wäre ohne Schutz gegen kosmische Strahlung, was zur Folge hätte, daß diese Strahlen z. B. zum Ausbruch von Krebs führen, daß Erbinformationen menschlicher und tierischer Zellen beeinflußt werden und so Mutationen entstünden.
Auch unsere High-Tech-Gesellschaft würde schwer getroffen werden:
· Navigations- und Kommunikationssysteme würden versagen.
· Raum- , Luft- und Schiffahrt müßte eingestellt werden.
· Rundfunkstille, kein Strom mehr.
Das schwache Magnetfeld würde auf der ganzen Welt ein wunderschönes Nordlicht erzeugen.
4. Die Häufung von Katastrophen
Das Massensterben verlief in drei Phasen:
1. An weiten Küstenstrichen des Kontinents Pangäa (es gab nur einen Kontinent) sank der Meeresspiegel, wodurch den im Wasser lebenden Tieren viel Lebensraum verloren ging. Die zusätzlich eintretende Instabilität vernichtete viele Arten mit begrenzter Verbreitung und engen ökologischen Nischen.
2. Durch Vulkanausbrüche gelangten große Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre. Dies verstärkte die Instabilität des Klimas.
3. Weil der Meeresspiegels am Ende des Perms wieder stieg wurden trockene küstennahe Gebiete überflutet (das Wasser war wahrscheinlich sauerstoffarm). Dies bedeutete zweifellos für viele Lebengemeinschaften in küstennähe das Ende.
(Ulli Steinle, Julia Manschott, Sascha Jakobi, 1999)