Artenverlust vor 250 Millionen Jahren wurde von sibirischem Ausbruchsgebiet verursacht Vulkangase schuld an größtem Massenaussterben - scinexx | Das Wissensmagazin
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Artenverlust vor 250 Millionen Jahren wurde von sibirischem Ausbruchsgebiet verursacht

Vulkangase schuld an größtem Massenaussterben

Modell des Mantelplumes (rot) und der dadurch ausgelösten Zerstörung der Lithosphäre. © GFZ Potsdam

Forscher haben herausgefunden, was vor 250 Millionen Jahren das größte Massenaussterben der Erdgeschichte auslöste. Schuld seien gewaltige Gasausbrüche im Vulkangebiet des sogenannten Sibirischen Trapps gewesen, berichten sie im Fachmagazin „Nature“. Vermutet worden sei dies schon länger, doch bisher habe sich nicht erklären lassen, warum Pflanzen und Tiere bereits starben, bevor der Höhepunkt der dortigen vulkanischen Eruptionen erreicht war. Mithilfe neuer geochemischer Daten und eines Modells habe man diese Frage nun lösen können, sagen die Wissenschaftler.

Bei dem Massenaussterben am Ende des Perm-Zeitalters vor rund 250 Millionen starben nach Schätzungen von Wissenschaftlern rund 95 Prozent der meeresbewohnenden Tiere und 75 Prozent der an Land lebenden Arten aus. Für die Ursache dieses Aussterbe-Ereignisses existierten bisher mehrere Theorien. Eine davon sieht die Hauptursache in den sich über einen Zeitraum von bis zu 600.000 Jahre erstreckenden Lavaausbrüchen in den Sibirischen Trapps. Diese förderten damals Millionen Kubikkilometer Lava an die Oberfläche und hinterließen bis zu drei Kilometer dicke Ablagerungen.

Ozeankruste verantwortlich für ungewöhnliche Eigenschaften

Für ihre Studie analysierten die Forscher 2.500 Proben des magmatischen Gesteins Olivin und 45 Basaltproben aus drei Gebieten in Sibirien. Dabei habe sich gezeigt, dass das Olivin unerwartet hohe Mengen an Eisenoxid, Nickeloxid und Manganoxid enthielten, sagen die Forscher. Sie schließen daraus, dass die damalige Magmaquelle 10 bis 20 Gewichtsprozent recycelte Ozeankruste enthalten haben muss.

Die ozeanische Kruste jedoch habe deutlich andere Eigenschaften als die sonst in dieser Region vorkommende kontinentale Kruste, berichten die Wissenschaftler. Der Anteil der Ozeankruste könne erklären, warum der Magmaaufstrom, ein sogenannter Plume, unter dem Sibirischen Trapp die Oberfläche nicht dehnte und emporhob. Dies sei in ähnlichen Ausbruchsgebieten weltweit häufig der Fall. Stattdessen „fraß“ er sich nach Angaben der Forscher innerhalb von nur einigen hunderttausend Jahren durch die über ihm liegende Kruste hindurch.

Die Flutbasalte am See Glubokoe in der sibirischen Norilsk-Region zeigen noch heute die Menge der vor rund 250 Millionen Jahren ausgeworfenen Lava. © GFZ Potsdam

Hunderte Billionen Tonnen CO2 und Giftgas freigesetzt

Zudem setzte die ozeanische Kruste dabei deutlich mehr Gase frei als normalerweise üblich. Bereits zu Beginn der Ausbrüche seien daher ungewöhnlich große Mengen an Kohlendioxid und giftigem Chlorwasserstoffgas in die Atmosphäre entwichen. Bei einem geschätzten Radius des aufsteigenden Magmas von rund 400 Kilometern seien mehr als 170 Billionen Tonnen CO2 freigesetzt worden, ermittelten die Forscher. Das läge um ein Mehrfaches über den bisherigen Schätzungen für den Sibirischen Trapp.

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„Der Magmaaufstrom erzeugte zudem eine überraschend große Menge an Chlorwasserstoff – rund 18 Billionen Tonnen“, berichten Hautautor Stephan Sobolev vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und seine Kollegen. Diese Menge an giftigem Gas müsse extrem schädigend für die landbewohnenden Arten gewesen sein und sei ausreichend, um zusätzlich eine tödliche Instabilität in der Ozonschicht auszulösen. „Unser Modell deutet daraufhin, dass die massive Ausgasung von CO2 und Chlorwasserstoff allein bereits ein Massenaussterben auslösen konnte und dass dieses vor der Hauptphase des Vulkanismus auftrat“, schließen die Wissenschaftler.

In den Ozeanen könnte die CO2-Freisetzung zu einer starken Versauerung geführt haben, mutmaßen die Wissenschaftler. Denn damals habe es im Meer noch deutlich weniger puffernde Kalkschichten gegeben als heute oder in späteren Erdzeitaltern. Daher habe sich der Gasausstoß des Sibirischen Trapps verheerender im Ozean ausgewirkt als spätere Ausbrüche dieser Art. (Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10385)

(Nature /GFZ Potsdam, 15.09.2011 – NPO)

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