Am Ende des Perms – vor 252 Millionen Jahren – wurde die Erde durch ein Massensterben zerstört
Unfreundliche Erde
Im Rahmen der Studie versuchten Wissenschaftler zu verstehen, wieDas Klima der Erde veränderte sich am Ende des Perms – von 298,9 Millionen auf 251,9 Millionen Jahre und zu Beginn der Trias – von 251,9 Millionen auf 201,3 Millionen Jahre. Damals waren alle Kontinente eine riesige Landmasse – Pangäa, und eine riesige Reihe sibirischer Vulkane brach aus. Dadurch gelangten wärmende Treibhausgase in die Atmosphäre. Nach der Theorie der Wissenschaftler trug dies zum weltweiten Aussterben bei.
Was ist chemische Verwitterung?
Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren, Wissenschaftleruntersuchte den Prozess der chemischen Verwitterung. Dann zerfallen die Gesteine an Land und setzen Kalzium frei, das in die Ozeane gespült wird. Dort verbindet es sich mit Kohlendioxid (CO₂) und bildet Karbonatgesteine. Je wärmer das Klima, desto schneller erfolgt die Verwitterung.
Diese Abbildung zeigt den Anteil des MeeresTiere, die am Ende des Perm-Zeitalters ausgestorben sind, nach Breitengrad, aus dem Modell (schwarze Linie) und aus dem Fossilienbestand (blaue Punkte). Die Farbe des Wassers zeigt die Temperaturänderung: Rot bedeutet die stärkste Erwärmung , und am wenigsten gelb. Oben ist der Superkontinent Pangäa zu sehen, der massive Vulkanausbrüche zeigt, bei denen Kohlendioxid freigesetzt wird. Bilder unter der Linie stellen einige der 96 % der Meeresarten dar, die während des Ereignisses starben. Bild mit freundlicher Genehmigung von Justin Penn und Curtis Deutsch, University of Washington
Der Punkt ist, dass chemische Reaktionen stattfindenbei höheren Temperaturen schneller und fließendes Wasser verursacht mehr Erosion. Letztendlich entsteht dadurch eine Rückkopplungsschleife, die die globalen Temperaturen unter Kontrolle hält. Wenn es wärmer wird und die Verwitterung schneller voranschreitet, gelangt mehr CO₂ ins Meer und wird in den Meeresgesteinen eingeschlossen, was zur Abkühlung des Klimas beiträgt. Wenn dies geschieht, verlangsamt sich die Verwitterung und es sammelt sich weniger Kohlendioxid in den Meeresgesteinen an, sodass es nicht zu kalt wird.
Wie funktioniert der umgekehrte Vorgang?
Aber es gibt einen anderen Prozess, der das kannim Ozean auftreten, was als umgekehrte Verwitterung bekannt ist. Dies geschieht, wenn das Mineral Kieselsäure auf dem Meeresboden neuen Ton bildet. Bei diesem Prozess setzen Tone mehr CO₂ frei, als Karbonatgesteine aufnehmen können.
In modernen Ozeanen gibt es nicht so viele davonKieselsäure, weil winzige planktonische Organismen es absorbieren (es ist für das Schalenwachstum notwendig), sodass keine umgekehrte Verwitterung auftritt. In ähnlicher Weise absorbierten Mikroorganismen – Radiolarien – während des Perms fast die gesamte Kieselsäure und reduzierten so die Rückverwitterung auf ein Minimum.
empfindliche Gleichgewicht
Allerdings könnte sich das alles am Ende ändernPerm und frühe Trias. Zu diesem Zeitpunkt verschwanden die kieselsäurereichen Gesteine, die aus unzähligen Radiolarienschalen bestehen. Gleichzeitig stellten Wissenschaftler fest, dass das Gleichgewicht bestimmter molekularer Varianten in Meeresgesteinen „aus dem Gleichgewicht geraten“ war.
Ein Modell von Radiolarien im Smithsonian Museum of Natural History.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Victoria Pickering – CC BY-NC-ND 2.0 flickr.
Im Rahmen der Studie untersuchten Biologen die ZusammenhängeLithiumisotope. Isotope sind Versionen eines Elements mit einem etwas anderen Atomgewicht als der Norm, weil sie eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in ihren Kernen haben. Aufgrund ihres unterschiedlichen Gewichts werden einige Lithiumisotope bei der Bildung neuer Tone, die bei der Rückverwitterung auftritt, in unterschiedlichen Verhältnissen absorbiert.
Was haben die Wissenschaftler herausgefunden?
Es stellte sich heraus, dass es einige Isotope von Lithium gibtverschwand kurz vor dem großen Untergang praktisch aus dem Meer und erholte sich während der Trias etwa 5 Millionen Jahre lang nicht mehr. Letztendlich führte der Verlust der Radiolarien dazu, dass sich der Ozean mit Kieselsäure überfüllte, was eine umgekehrte Verwitterung auslöste. Das bei diesem Prozess freigesetzte Kohlendioxid konnte die chemische Verwitterung überwinden, die auch für die Einbindung von CO₂ und damit für die Aufrechterhaltung eines sehr heißen Klimas verantwortlich war. Unter solchen Bedingungen ist die Existenz von Leben sehr schwierig.
Was ist das Endergebnis?
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wissenschaftler herausgefunden haben, was die Verzögerung verursacht hatWiederherstellung der Erde. Alles wegen Radiolarien, die nach dem Aussterben verschwanden. Ihr Fehlen veränderte die Meeresgeochemie radikal und ermöglichte die Bildung einer Tonart, die Kohlendioxid freisetzte. Diese Freisetzung von CO₂ würde die Temperatur der Atmosphäre und den Säuregehalt der Ozeane aufrechterhalten und dadurch die Erholung des Lebens verlangsamen. Selbst eine sehr kleine Änderung kann ein fragiles System sehr schnell aus dem Gleichgewicht bringen.
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Auf dem Cover:Veranschaulichung des Beginns des Massenaussterbens im Perm und der Trias, basierend auf den Erkenntnissen von Yurikova et al. (2020), veröffentlicht im Artikel der Fachzeitschrift „Nature“. Versauerung der Ozeane und Aussterben von Meereslebewesen im Oberflächenozean durch eine große Freisetzung vulkanischen Ursprungs CO2 aus sibirischem Kohlendioxid. Illustriert von David Adam Iurino (PaleoFactory, Universität Sapienza Rom) für den Artikel von Yurikova und Kollegen