Die Kreidezeit gilt eigentlich als tropisch milde Treibhaus-Ära des Erdklimas. Doch vor 137 Millionen Jahren kippte dies plötzlich. Ein starker Temperaturabfall ließ kurzzeitig die Wassertemperaturen im Arktischen Ozean um fast zehn Grad absinken, so dass vielleicht sogar die Pole vereisten. Das enthüllen jetzt Isotopenmessungen in Gesteinen aus Spitzbergen. Noch ist unklar, wie die Dinosaurier mit diesem Frost-Einbruch klarkamen.
Nach bisherigen Erkenntnissen herrschte in der Kreidezeit ein global ausgeglichenes, warmes Klima mit hohen CO2-Werten, wobei auch schon immer wieder über kältere Perioden spekuliert worden war. Gregory Price von der Universität von Plymouth und Elizabeth Nunn von der Universität Mainz haben nun Gesteinsproben aus Spitzbergen untersucht, um die Temperatur des Arktischen Ozeans vor 140 bis 136 Millionen Jahren zu ermitteln und mögliche Kälteeinbrüche aufzuspüren.
Die Gesteinsformationen auf Spitzbergen bestehen aus einer Abfolge von Meeresablagerungen der damaligen Zeit, als das Gebiet noch ein flaches Meer war. Einige Gesteinsschichten aus der Unterkreide sind reich an Belemniten, Fossilien, die unseren heutigen Tintenfischen ähneln, und fossilen Glendoniten, zwei bis drei Zentimeter großen Kristallen aus Kalziumkarbonat. An diesen Relikten können die Wissenschaftler das Verhältnis zweier Sauerstoffisotope bestimmen und daraus Rückschlüsse auf die Wassertemperatur ziehen.
Temperaturabfall um rund zehn Grad
„Wird es kälter, dann wird das Sauerstoffisotop 16 vermehrt im Eis eingeschlossen und das Isotop 18 reichert sich relativ zum 16-O im Meerwasser an. Dieses Verhältnis speichern Belemniten und Glendonite ab“, erklärt Nunn. Tatsächlich belegen die Isotopenwerte einen kurzen Kälteeinbruch vor 137 Millionen Jahren. „Es ist richtig kalt geworden, wenn wir es mit der durchschnittlichen Wassertemperatur in den arktischen Bereichen von 13°C oder vielleicht sogar 20°C vergleichen“, erklärt Nunn. Die Wassertemperatur im Arktischen Ozean fiel damals auf nur noch 4°C bis 7°C ab, sodass eventuell sogar die Pole vereisten.
Reaktion der Dinosaurier unklar
Während meeresbewohnende Reptilien wie Pliosaurus und Ichtyosaurus bei Kälteeinbruch möglicherweise einfach nach Süden auswanderten, ist noch unklar, wie die Dinosaurier mit den plötzlich kälteren Bedingungen klargekommen sind. Denn während der Kreide-Warmzeit besiedelten die landlebenden Dinosaurier auch die Polarregion.
Die Bonner Wissenschaftler untersuchen zurzeit, ob und inwieweit es zusätzlich auch saisonale Temperaturveränderungen gegeben hat. Solche Wechsel von Sommer zu Winter oder umgekehrt müssten sich während der kurzen Lebenszeit der Belemniten von ein bis drei Jahren niedergeschlagen haben und könnten daher mit der heutigen analytischen Methodik ermittelt werden.
Die Rekonstruktion des Paläoklimas hilft nicht nur dabei, die Lebenswelt von Dinosauriern und anderen Tieren und Pflanzen der Kreidezeit besser zu verstehen. Sie trägt auch dazu bei, Prognosen über die zukünftige Klima- und Umweltentwicklung zu verbessern und den Einfluss des Menschen auf das Klima abzuschätzen. Die Temperatur der Ozeane spielt für die Klimageschichte eine wichtige Rolle.
(Universität Mainz, 27.08.2010 – NPO)
