Aus geologischen Ablagerungen geht hervor, dass es im Laufe der Erdgeschichte mehrfach Ausbrüche sogenannte großer magmatischer Provinzen gegeben hat – riesiger Vulkangebiete, deren Eruptionen teils kilometerdicke Ablagerungen von vulkanischem Material hinterlassen haben. Für einige dieser Eruptionen ist bereits bekannt, dass sie eine Schlüsselrolle für große Aussterbeereignisse spielten, weil ihre vulkanischen Ausgasungen das globale Klima massiv veränderten.
Doch ausgerechnet für das wahrscheinlich bekannteste Massenaussterben, dem Ende der Dinosaurier-Ära vor rund 66 Millionen Jahren, ist die Rolle des Vulkanismus strittig. Der Grund: „Das Massenaussterben am Ende der Kreidezeit trifft zeitlich mit dem Ausbruch einer magmatischen Großprovinz und mit einem Asteroideneinschlag zusammen”, erklären Thomas Westerhold vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen und seine Kollegen. Ob die massiven vulkanischen der Dekkan Trapps in Indien oder der Einschlag des Chicxulub-Asteroiden in Yucatan die Hauptursache für die drastischen Klimaveränderungen am Ende der Kreidezeit waren, ist daher schwer voneinander zu trennen.
Synchronisation geologischer Klimaarchive
Um mehr Klarheit zu schaffen, haben nun Westerhold und sein Team die zeitliche Abfolge der Ereignisse während der letzten Millionen Jahre vor dem Aussterben der Dinosaurier entschlüsselt. Ziel war es, eine direkte zeitliche Verbindung zwischen den Klimaveränderungen und den vulkanischen Ausbruchsphasen der Dekkan-Trapps zu finden. „Wir nutzen die rhythmischen Änderungen in der Sonneneinstrahlung, die in geologischen Daten aufgezeichnet sind, wie ein Metronom, um die Klimaarchive zu synchronisieren“, erklärt Westerhold. Im ersten Schritt untersuchten die Forschenden fossilen Foraminiferen aus Bohrkernen vom Grund des Südatlantik und Nordwestpazifik. Die Schalen dieser kleinen Meeresorganismen lieferten über ihre Isotopenverhältnisse Informationen über die Meerestemperaturen und Lebenswelt im Ozean vor 66 bis 67 Millionen Jahren.
„Als wir die geologischen Archive perfekt datiert hatten, konnten wir sehen, dass zwei große Klima- und Lebeweltänderungen zeitgleich in beiden Ozeanen stattfanden“, erläutert Westerhold den ersten Fund. „Nun mussten wir aber einen Weg finden zu prüfen, ob diese Änderungen überhaupt im Zusammenhang mit den Dekkan Trapps in Indien stehen.“ Dafür untersuchte das Team die Osmium-Isotopen-Zusammensetzung in den südatlantischen und nordwestpazifischen Ablagerungen: „Die Bildung von Flutbasalten und deren anschließende Verwitterung hinterlassen einen Fingerabdruck in der Chemie der Ozeane. Die Ablagerungen sollten denselben Osmium Fingerabdruck zur selben Zeit aufweisen“, erklärt Co-Autor Junichiro Kuroda von der Universität Tokio.
