Vergiftet vor 250 Millionen Jahren

Calgary/Berlin. Eine gigantische Giftwolke breitet sich aus Sibirien über den Globus aus, vergiftet die Weltmeere und tötet den Großteil des Lebens in den Ozeanen. So stellen sich kanadische Forscher die Katastrophe vor 250 Millionen Jahren vor, die an der Perm-Trias-Grenze das größte Artensterben der Erdgeschichte auslöste.

Geochronologisch ist das Perm das letzte System im Erdalterum (Paläozoikum). Das Artensterben läutete die Trias und damit den Beginn des Erdmittelalters ein. Über die Ursache für dieses Artensterben rätseln Forscher seit Jahrzehnten. Aufsteigende Magma hätte damals Kohleflöz (die kohlehaltige Schicht der Erdkruste) explodieren lassen, vermuten nun Stephen Grasby und Hamed Sanei vom Geologischen Dienst Kanadas sowie Benoit Beauchamp von der Universität Calgary. Denn die Forscher haben Reste der so entstandenen Flugasche im Gestein in der kanadischen Arktis gefunden. Sie entdeckten konzentrierte Schwermetalle und andere Gifte in der versteinerten Asche. Diese könnten eine Rolle beim Massenaussterben in dieser Zeit gespielt haben, berichten die Forscher in "Nature Geoscience".

90 Prozent der Arten starben

"Das Ganze ist eine sehr interessante Theorie", sagt Wolfgang Kießling vom Berliner Museum für Naturkunde, der sich mit Massenaussterben in den Ozeanen beschäftigt. "Als Nächstes müssten jedoch Hinweise gesucht werden, dass solche Flugasche auch in anderen Regionen vom Himmel fiel." Schließlich löschte die Katastrophe mehr als 90 Prozent aller Arten im Meer und 75 Prozent der Arten auf dem Land aus. Spuren davon finden die Forscher vor allem im Süden Chinas und in den Alpen. Nun muss untersucht werden, ob die im Norden Kanadas gefundene Flugaschewolke bis hierhin reichte.

Etwa wurden die Korallen hart getroffen. Über sieben Millionen Jahre existiert keine Spur von ihnen - erst danach wuchsen wieder erste Riffe. Auch viele Schwämme waren verschwunden und tauchten erst Jahrmillionen später wieder auf. Das Leben auf der Erde hat mindestens fünf solcher Massenaussterben verkraften müssen. Mal war es ein Asteroid, der vor 65 Millionen Jahren in den Golf von Mexiko donnerte und dabei auch die Dinosaurier vom Globus fegte. Ein anderes Mal scheint sich das Weltklima vor 440 Millionen Jahren abrupt abgekühlt zu haben, dieser Eiszeit fielen sehr viele Arten zum Opfer.

Auf der Suche nach der Ursache für das größte Artensterben vor 250 Millionen Jahren hat die Wissenschaft die sibirischen Basaltfelder im Visier: Innerhalb von wenigen hunderttausend Jahren kamen damals dort mehrere Millionen Kubikkilometer Lava aus dem Boden. Noch heute bedeckt eine kilometerdicke Basaltschicht zwischen den Flüssen Ob und Lena eine Fläche größer als Deutschland. Die freiwerdenden Gase könnten den Erdball zunächst in ein gigantisches Kühlhaus und danach in eine überdimensionale Sauna verwandelt und so das Artensterben ausgelöst haben.

Auch die kanadischen Forscher tippen auf die Basaltfelder in Sibirien. Eine der damals aufquellenden riesigen Blasen glutflüssiger Lava muss demnach eine dicke Schicht Steinkohle getroffen haben. Dabei bildete sich noch unter der Oberfläche ein explosives Gemisch. Zur Explosion aber kommt es erst, wenn Sauerstoff vorhanden ist. Den fanden die aufquellenden Massen nach dem Durchbrechen der Erdoberfläche in der Atmosphäre - das Gemisch aus Magma und Kohle zündete.

Chrom, Arsen und Dioxin

Bei der gewaltigen Explosion entstanden winzige Teilchen Kohlenasche, die von der Detonation und später von Winden weit durch die Luft getragen wurden. Drei Schichten Flugasche wurden vor dem Massensterben im Gestein im Norden Kanadas abgelagert. Die Teilchen in den Schichten ähneln der heute noch in Kohlekraftwerken entstehenden Flugasche. Sie enthält Kohlenstoff, Mineralien sowie Gifte wie Chrom, Arsen und Dioxine. Irgendwann fällt das Ganze als schwarzer Niederschlag auf die Erdoberfläche zurück. In die Weltmeere schwappte danach eine giftige Brühe, die viele Organismen das Leben kostete. Gleichzeitig blockierte die schwarze Asche das Sonnenlicht, das die Organismen zum Leben brauchen. Plankton und Algen produzieren bei ihrer Form der Energiegewinnung (Fotosynthese) Sauerstoff. Nach deren Verschwinden sank der Sauerstoff-Anteil im Wasser.

Gewinner waren Bakterien

Die Gewinner solcher Katastrophen sind häufig Cyanobakterien im Wasser. Für ihre Vermehrung brauchen diese Mikroorganismen Nährstoffe wie Phosphat, das sie aus den abgestorbenen Lebewesen erhielten, und Spurenelemente wie Eisen, die von der Flugasche ins Wasser getragen wurden. Nach der Cyanobakterienblüte starben sie, sanken in die Tiefe und wurden von anderen Bakterien zersetzt. Dabei wurde der restliche Sauerstoff im Wasser verbraucht und somit den letzten überlebenden höheren Organismen die Lebensgrundlage geraubt. "Tatsächlich tauchen im Gestein aus dieser Zeit schwarze Schichten auf, die aus abgestorbenen Organismen entstehen, wenn kein Sauerstoff zur Verfügung steht", erklärt Kießling.

Wenn die Flugasche aber bei dieser Entwicklung eine entscheidende Rolle gespielt haben soll, müsste sie sich auch über alle Weltmeere verteilt haben. "Eine Reihe von Folge-Untersuchungen müssten Flugasche nun auch in den Gebieten Europas oder Südchinas nachweisen, die damals in der Nähe des Äquators lagen", so Kießling. Erst solche Funde könnten den Verdacht der kanadischen Forscher erhärten.