Massenaussterben Teil 4: An der Perm-Trias Grenze
Das vierte Massenaussterben in der Erdgeschichte gilt als das bedeutendste. Es fand an der Grenze vom Perm zur Trias statt. Das Massenaussterben des Perm war zumindest, was die „Aussterbequote“ angeht, das größte: 95% der meeresbewohnenden Arten und 55% der Land bewohnenden Arten starben aus. Das Massenaussterben markiert gleichzeitig den Wechsel vom Paläozoikum zum Mesozoikum. Was man weiß ist das Es sich über längere Zeit, etwa 200.000 Jahre hinzog. Heute nimmt man auch zwei Wellen an, die jeweils etwa 60.000 Jahre dauerten. Man datiert es heute auf die Zeit vor 251,9 Millionen Jahren.
Gängige Erklärung des Massenausterbens am Ende des Perms: langandauerende magmatische Aktivität in Sirbirien
Während man bei den vorhergehenden Ereignissen nicht so genau weiß, was ihre Ursache war oder wie sie genau verliefen, so ist das bei dem Aussterben zum Ende des Perms relativ gesichert. Die heute am besten belegte Hypothese ist eine lang anhaltende magmatische Aktivität. In Sibirien entstand die Trapp-Formation. Über 165.000 bis 600.000 Jahre wurden 7 Millionen Quadratkilometern mit Magma überflutet, die Schichten sind bis zu 3000 m dick. Diese Fläche ist zwanzigmal so groß wie die Bundesrepublik. Da Magma immer Gase enthält die bei der Druckentlastung, wenn sie aus dem Erdmantel in die Erdkruste kommt, frei werden. So werden so in relativ kurzer Zeit sehr viel Kohlendioxid und Chlorwasserstoff freigesetzt. 170 Billionen Tonnen Kohlenstoffdioxid sowie 18 Billionen Tonnen Chlorwasserstoff sollen es gewesen sein. Zum Vergleich: Heute enthält die Erdatmosphäre 3 Billionen Tonnen Kohlendioxid. Alleine der Chlorwasserstoff reicht aus, den pH-Wert weltweit um 0,6 zu senken. Die Säure könnte natürlich auch andere Folgen gehabt haben, wie Schwermetalle aus Gesteinen lösen.
Die wichtigste Folge war ein Anstieg der Temperaturen innerhalb von kurzer Zeit um 8°C. Die Folgen waren vor allem für das Meer verheerend. Zahlreiche Organismen wie Korallen sind sehr temperaturempfindlich und starben aus. Umgekehrt wuchsen Algen und andere einzellige Organismen bei diesen Temperaturen sehr schnell. Beim Absterben reduzierten sie den Sauerstoffgehalt der Meere, der durch die Temperatur schon gesunken war und es kam zu anoxischen Zonen. In diesen sterben dann alle höheren Organismen aus, weil dort Sauerstoffmangel herrscht und meist auch durch den Abbau organsicher Materie giftige Gase, wie Schwefelwasserstoff abgegeben wird.
Manche machen auch die Freisetzung von Methanhydrat als zusätzlichen Faktor verantwortlich. Dies wird auch heute bei uns bei weiter steigender Temperatur auch befürchtet. Methan ist ein noch viel potenteres Treibhausgas und können die Temperaturen weiter angeheizt haben um bis zu weiteren 5 Grad Celsius.
Alternativ wird auch postuliert, dass das Magma auch Kohleflöze in Brand gesteckt hat. Die waren erst im vorhergehenden Erdzeitalter dem Karbon entstanden. Der Großteil unser kohle stammt aus diesen Zeiten. Die Kohle verbrennt zu Kohlendioxid, das könnte den Anstieg des Kohlendioxidgehaltes erklären.
Vor allem die Meeresfauna ist betroffen, weil steigende Meerestemperaturen praktisch nicht abgefedert werden können. Korallenriffe können z.B. nicht ausweichen. Landbewohner hatten die Möglichkeit beim Superkontinent Pangäa in dem damals die meisten Kontinente vereinigt waren zumindest Richtung polwärts auszuweichen. Doch auch die Landfauna war betroffen. So sank aufgrund sinkender Photosyntheserate der Sauerstoffgehalt der Erde auf 15% ab – der niedrigste Wert in der Erdgeschichte seit dem Silur, ansonsten ist der Sauerstoffgehalt immer höher gewesen als heute.
Es gibt auch andere Theorien so wird durch die Bildung von Pangäa wie zum Ende des Ordoviziums ein Rückgang der Flachwasserzonen und Veränderung der Meeresströmungen angenommen. Das wäre eine Erklärung für die stärkere Betroffenheit der maritimen Fauna. Doch warum dies so stark war, im Ordovizium starben viel weniger Arten aus kann die Theorie nicht erklären.
Alternative Erklärung des Masseaussterbens: Ein Einschlag in der Antarktis
Es gibt auch eine Impakttheorie. Beim Aussterben bei der Kreide/Tertiärgrenze konnte man dies ja auf den Einschlag eines Asteroiden in der mexikanischen Halbinsel Yucatán zurückführen. In der Antarktis hat man einen noch größeren Krater (500 km Durchmesser gegenüber 220 km beim Einschlag am Ende der Kreide) gefunden, der zeitlich auf 250 Millionen Jahre datiert ist. Für diese Theorie spricht das Vorkommen von Fulleren, fussballfömigen Kohlenstoffatomen, die in ihrer Mitte Fremdatome einschließen können. In diesem falle auch Helium-3. Helium 3 ist ebenfalls im interplanetaren Medium stärker konzentriert als in der Erdatmosphäre.
Allerdings gibt es daran einige Zweifel. Bei einem Einschlag dieser Größenordnung wird das Material fast global verteilt. Beim Kreide-Tertiär-Ereignis fand man Iridium selbst 5000 km vom Einschlagsort entfernt in den Gesteinsschichten. Das findet man bei der Perm-Trias Grenze nur in kleinen Spuren. Iridium ist selbst in Gesteinsmeteoriten (nicht nur Eisenmeteoriten) in größerer Menge vorhanden als in der Erdkruste, wo es wahrscheinlich in tiefere Schichten abgesunken ist. Nicht nur das Iridium fehlt, auch typische Impaktprodukte wie Tektite, eine Art geschmolzenes Glas, entstanden durch verflüssigtes Quarzgestein, das beim Flug abkühlte und so glasartig erstarrte. Zudem ist der Krater an sich nicht erforscht, man hat ihn nur auf Daten der GRACE Satelliten erkennen können, die eine Abweichung im Schwerefeld der Erde aufzeichneten. Er ist vom Eis bedeckt und Probebohrungen stehen noch aus. Die Hypothese, dass der Einschlag von einem Kometen stammt, der vorwiegend aus Eis besteht, wird als Gegenargument angeführt, doch ein solcher Körper müsste um einen so großen Krater zu formen mindestens 50 km groß sein. Die meisten Kometen sind aber nur etwa 2-8 km groß. Der größte erforschte ist Halley mit einer Längsachse von 15 km. Ebenso war es so, dass die landbewohnenden Tiere beim Einschlag am Ende Der Kreide stärker betrofffen waren als die Meeresfauna. An Land überlebte damals kein Tier das schwerer als 8 kg war. Das war am Ende des Perms nicht so, so überlebte der Lystrosaurus. Er war so groß wie ein Schwein und ebenso schwer. Noch seltsamer: Er wurde zuerst in der Antarktis nahe des Einschlags gefunden.
Folgen des Massenaussterben am Ende des Perms
Im nachfolgenden Mesozoikum begann das Zeitalter der Reptilien die dann über fast 200 Millionen Jahre die dominierenden Spezies stellten. Reptilien gab es schon im Perm, doch Amphibien waren damals noch artenreicher. Während des gesamten Mesozoikums war es wärmer als heute. Es ist der einzige abschnitt der Erdgeschichte bei der es keine Polkappen gab. durch den dadurch angestiegenen Meeresspiegel gab es auch zahlreiche interkontinentale Flachwassermeere (so war Deutschland im Jura weitestgehend von Meer bedeckt, Amerika war durch ein Flachwassermeer zweigeteilt) was eine üppige Wasserfauna ermöglichte, denn die meisten Organismen leben in niedriger Tiefe. Ob dieses warme Klima mit dem freigewordenen Kohlendioxid des Perms zusammenhängt ist nicht gesichert, aber ein Zusammenhang erscheint möglich. Zumindest die Amphibien hatten schlechte Karten im Anschluss an das Perm als in der Trias das Klima zuerst sehr heiß und trocken war. Dies führte auch bei der Landfauna zum Rückgang der arten die viel Wasser brauchten wie Baumfarne und Schachtelhalme, dafür konnten trockenheitsresistente Arten wie Nadelgehölze ihre ökologische Nische einnehmen.
Links:
http://www.geologie-ist-alles.at/PDFs/06_B_impakt_massensterben.pdf
http://www.wissenschaft.de/home/-/journal_content/56/12054/1025810/