Ein dramatischer Klimawandel löschte vor 201 Millionen Jahren etwa die Hälfte aller Tier- und Pflanzenarten aus, verursacht durch mehrere gigantische Vulkanausbrüche. Von den Archosauriern und Therapsiden etwa - vor den Dinosauriern die dominierenden Gruppen - überlebten damals längerfristig nur jene Arten, aus denen sich später Krokodile und Säugetiere entwickelten. Für die Dinosaurier war das die Chance, zur vorherrschenden Tiergruppe auf der Erde zu werden.
Wie Wissenschaftler jetzt berichten, hing das Artensterben offenbar mit gigantischen Vulkanausbrüchen zusammen, die einen Klimawandel auslösten. Der Verdacht besteht zwar schon länger. Allerdings waren die Forscher bisher nicht in der Lage gewesen, die Ablagerungen aus Vulkaneruptionen in einen engen zeitlichen Zusammenhang mit dem Massenaussterben zu bringen.
Für die neue Untersuchung wurde Basalt aus unterschiedlichen Erdteilen - von Nordamerika bis Nordafrika - untersucht. Basalt ist ein Gestein, das von Vulkanausbrüchen hinterlassen wird. Durch Untersuchung des Verfalls von Uran-Isotopen in dem Gestein konnten die Fachleute genaue Daten gewinnen.
Basaltgestein aus der Zeit vor 201 Millionen Jahren (die dunklen Strukturen links) befindet sich in dieser Formation in Clifton, New Jersey. Rötliche Sedimente aus der Zeit des Massenausterbens sind hier rechts zu sehen.
(Foto: Paul Olsen/Lamont-Doherty Earth)Wie die Forscher um Terrence Blackburn vom Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA im Fachblatt Science berichten, ergab die Untersuchung von Sedimentproben aus Marokko, New York und Neuschottland (Kanada) einen engen zeitlichen Zusammenhang zwischen mindestens drei gigantischen Vulkanausbrüchen innerhalb von maximal 20.000 Jahren und dem Massensterben der Arten. Sedimentschichten aus der Zeit vor den Ausbrüchen enthalten Pollen, Sporen und andere Fossilien der Trias, die in jüngeren Schichten fehlen.
Gestützt wurde die zeitliche Einordnung mit Hilfe der Magnetostratigraphie. Die magnetische Polarität der Erde hat sich in der Vergangenheit etwa alle 250.000 Jahre umgekehrt. Einen solchen "Polsprung" kurz vor dem Massenaussterben konnten die Wissenschaftler anhand magnetisierter Gesteine in den Sedimentschichten nachweisen.
Darüber hinaus konnten Informationen über das periodische Schwanken der Erdachse herangezogen werden. Durch dieses Trudeln verändert sich innerhalb von Tausenden von Jahren die Intensität der Sonnenstrahlen, die die Erdoberfläche erreichen, was sich ebenfalls auf die Eigenschaften der Sedimentschichten auswirkt.
Die Fehlermarge bei der Datierung der Eruptionen ließ sich so von vormals eine bis drei Millionen Jahren auf wenige tausend Jahre reduzieren.
Offenbar lösten die riesigen Mengen von vulkanischer Asche und Kohlendioxid, die damals in die Atmosphäre gelangten, einen Klimawandel aus. Auf eine Zeit tiefer Temperaturen folgte eine globale Erwärmung. Die Umweltbedingungen auf dem damaligen Riesenkontinent Pangäa änderten sich so dramatisch, dass viele Arten nicht damit fertig wurden.
Von der Konkurrenz befreit konnten die Dinosaurier, von denen zu dieser Zeit noch relativ wenige Arten existierten, neue ökologische Nischen besetzen. Merkmale wie zum Beispiel die Körpergröße waren zuvor vielleicht kein Vorteil für einen Dinosaurier gewesen, weil ähnlich große Archosaurier ihnen überlegen waren. Nun eröffneten neue Merkmale dagegen die Möglichkeit, neue Lebensräume zu besiedeln. Die Zahl der Dinosaurier und ihre Artenvielfalt nahmen so stark zu, dass sie für die nächsten 135 Millionen Jahre die dominierende Tiergruppe an Land waren. Vor 66 Millionen Jahren verschwanden sie - bis auf die Vögel - nach dem Einschlag eines riesigen Meteors oder Kometen.
Die Untersuchung "beantwortet vielleicht nicht alle Fragen dazu, wie das Artensterben exakt vor sich ging", sagte Paul Olsen, Geologe von der Columbia University in New York, einer der Studienautoren. "Aber dass die vulkanische Aktivität zeitlich damit zusammengefallen ist, ist ziemlich wasserdicht."