Die sich abwechselnden Schichten aus Kalk und Mergel in Nordspanien sind 94 Millionen Jahre alt und damit im extremen Treibhausklima der Kreidezeit gebildet worden. Forscher der Universität Würzburg haben jetzt die Entstehungsgeschichte dieser Formationen enträtselt und das das damalige Klimageschehen rekonstruiert.
In der mittleren Kreidezeit, vor 120 bis 90 Millionen Jahren, befand sich die Erde in einer bedeutenden Umbruchphase. Durch intensiven Vulkanismus wurde damals der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre stark angehoben und es herrschte ein extremes Treibhausklima. Hinzu kam einer der bedeutendsten Meeresvorstöße der Erdgeschichte: Weite Bereiche der Kontinente wurden überflutet und von Meeres-Sedimenten überdeckt.
Für Geowissenschaftler sind diese Ablagerungen wie ein Archiv der Erdgeschichte, aus dem sich der damalige globale Wandel und auch Klima-Zyklen ablesen lassen. Auf diesem Gebiet forscht Markus Wilmsen vom Institut für Paläontologie der Uni Würzburg.
Der Wissenschaftler hat in Nordspanien in der Nähe von Santander mit seiner Kollegin Birgit Niebuhr und der Geologin Helga de Wall Kalk/Mergel-Wechselschichten untersucht, die vor rund 94 Millionen Jahren entstanden, in der so genannten Cenoman-Zeit. Zu ihrer Analyse wurde unter anderem die natürliche Gamma-Strahlung im Gelände gemessen. Für geochemische Analysen entnahmen die Würzburger Forscher Proben.
Klimazyklen dauerten 20.000 Jahre
„Diese Schichten wurden in einem ehemaligen Schelfmeer an der Grenze von den damaligen Subtropen zur warm-temperierten Klimazone abgelagert“, erklärt Wilmsen. Ziel der Untersuchungen war es, aus dem Sedimentpaket das damalige Klimageschehen zu analysieren. Dadurch wachse auch das Wissen über die komplexen Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean sowie Bio- und Lithosphäre zu Zeiten eines globalen Treibhausklimas.
Das untersuchte Profil ist 18 Meter mächtig und beinhaltet 14 Kalk-Mergel-Zyklen. Es dokumentiert eine Zeitspanne von knapp 300.000 Jahren, in der die Sedimente mit einer Rate von durchschnittlich 6,25 Zentimetern pro tausend Jahre abgelagert wurden. Das Alles geschah in einer Wassertiefe von 100 bis 200 Metern. Weiterhin fanden die Würzburger Forscher heraus, dass sich die Mergel-Schichten in Zeiten bildeten, in denen die Niederschläge zunahmen. Dagegen entstanden die Kalke in trockeneren Perioden. Die Klimazyklen dauerten jeweils etwa 20.000 Jahre.
Die Wissenschaftler stellten erste Ergebnisse der Studie im September 2005 auf dem 7. Internationalen Kreide-Symposium in Neuchâtel vor.
(idw – Universität Würzburg, 02.11.2005 – DLO)
