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Freitag, 28.07.2017
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Fossile Blätter verraten Höhe der Berge

Geologische Hebungen und Senkungen an Spaltöffnungen ablesbar

Wie hoch waren Berge und Plateaus der Erde in der Vergangenheit? Die Antwort auf diese Frage interessiert nicht nur Geologen sondern auch Klimaforscher, ist aber nicht einfach zu finden. Jetzt haben amerikanische Wissenschaftler eine neue Methode entwickelt, um das Heben und Senken von Landmassen im Laufe der Kontinentbewegung zu bestimmen – mithilfe von fossilen Pflanzenteilen.
Blatt der kalifornischen Schwarzeiche

Blatt der kalifornischen Schwarzeiche

“Die vergangenen Hebungen der Landoberfläche zu verstehen, die so genannte Paläoelevation, war einer der heiligen Grale der Geologie“, erklärt Jennifer McElwain, Paläontologin am Field Museum in Chicago das neue Verfahren. „Dies ist die erste paläobotanische Methode, die global funktioniert und zudem unabhängig von langfristigen Klimaveränderungen ist. Die neue Methode wird zeigen, wie der Prozess der Gebirgsbildung die Klimamuster, aber auch die Evolution von Pflanzen und Tieren beeinflusst hat.“

Um diese Informationen zu erhalten nutzt die Wissenschaftlerin die Spaltöffnungen auf den Blättern von bis zu 65 Millionen Jahre alten Pflanzen. Durch diese winzigen Öffnungen, auch Stomata genannt, nimmt die Pflanze die Photosynthese benötigten Gase auf und gibt Wasserdampf und Sauerstoff ab. Da die Luft mit steigender Höhe in den Bergen „dünner“ wird, haben sich auch die Pflanzen an diesen Umstand angepasst: Je höher sie wachsen, desto mehr Spaltöffnungen finden sich auf ihren Blättern.

Indem die Forscherin die Anzahl der Spaltöffnungen pro Fläche fossiler Blätter ermittelt, kann sie abschätzen, wie viel Kohlendioxid in der Luft enthalten war, die die Pflanze unmittelbar umgab. Aus dieser Information wiederum kann sie auf die Höhe des Standorts schließen. Als Datenquelle nutzte McElwain historische und moderne Sammlungen von Blättern der kalifornischen Schwarzeiche (Quercus kelloggii), da diese in einem ungewöhnlichen breiten Spektrum von Höhen zwischen 60 und 2.440 Metern gedeiht.


Die Methode hat einen mittleren Fehler von rund 100 – 300 Metern – und ist damit weitaus genauer als die bisher existierenden paläobotanischen Methoden. Sie kann zudem überall dort eingesetzt werden, wo passende Pflanzenarten wachsen.

Hohe Berge und Plateaus können als Barrieren für die Migration von Pflanzen und Tieren wirken und dadurch die Entstehung von verschiedenen Arten auf beiden Seiten dieser Barriere fördern. Daher ist die genau Kenntnis ihrer Höhen zu verschiedenen Zeitpunkten wichtig für die Rekonstruktion der Evolution und Artbildung. Zudem haben Hochgebirge einen bedeutenden Einfluss auf die atmosphärische Zirkulation und verändern dadurch auch die globalen Klimamuster. Da die neue Methode von Klimavariationen weitgehend unabhängig ist, erlaubt sie es Wissenschaftlern auch, die Auswirkungen von Hebungen auf das globale Klima zu ermitteln.
(Field Museum, 01.12.2004 - NPO)
 
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