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Das große Massenaussterben am Ende des Perms

vor etwa 252 Millionen Jahren Die ganze Erde (Vulkanausbrüche in Sibirien)

Kurz gesagt

Am Ende des Perms verschwand der größte Teil der Meerestiere und viele Landtiere. Gewaltige Vulkanausbrüche in Sibirien erwärmten das Klima und machten die Meere saurer und sauerstoffärmer. Die Krise hatte nicht eine einzige plötzliche Ursache: Es war eine Kette von Katastrophen.

Warum das wichtig ist Es war das schlimmste bekannte Massenaussterben und veränderte die Ökosysteme völlig.

Quelle: Nature Reviews Earth & Environment, 2022, „Environmental crises at the Permian–Triassic mass extinction“

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Bild: Das große Massenaussterben am Ende des Perms (Die ganze Erde (Vulkanausbrüche in Sibirien)) — Bild, mit KI für Storiascopio erstellt

Wo: Die ganze Erde (Vulkanausbrüche in Sibirien)

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Die Geschichte

Das „Große Sterben“

In der Geschichte des Lebens auf der Erde gab es fünf große Massenaussterben, Zeiten, in denen in einem für die Geologie sehr kurzen Zeitraum ein großer Teil der Arten des Planeten verschwindet. Das schlimmste von allen geschah am Ende des Perms, vor etwa 252 Millionen Jahren. Die Wissenschaftler nennen es das „Große Sterben“ (auf Englisch Great Dying). Es war so verheerend, dass das Leben Millionen Jahre brauchte, um sich zu erholen.

Nach den Schätzungen verschwanden in den Meeren zwischen 80 und 90 Prozent der Arten. Wenn es in einem Aquarium hundert Tierarten gäbe, blieben zehn oder zwanzig übrig. Auch an Land waren die Verluste sehr schwer: Etwa zwei Drittel oder mehr der bekannten Landtierarten verschwanden. Es ist das schlimmste Massenaussterben für die Insekten, mit ganzen Ordnungen, die verschwanden. Für immer verschwanden die Trilobiten, die fast 270 Millionen Jahre in den Meeren gelebt hatten, viele alte Korallen und sehr viele andere Formen.

Die Welt vor der Katastrophe

Das Perm war eine andere Welt. Die Kontinente waren zu einem einzigen Superkontinent vereint, Pangäa, umgeben von einem großen Ozean. Das Klima war trocken, und im Inneren gab es große Wüsten. Die Meere beherbergten Riffe mit Korallen, Schwämmen, Weichtieren und Fischen. An Land lebten große säugetierähnliche Reptilien, die Synapsiden, wie Dimetrodon mit dem Segel auf dem Rücken, und die Gorgonopsiden, Räuber mit Säbelzähnen. Dinosaurier gab es noch nicht.

Was geschah?

Die Hauptursache waren nach Ansicht der meisten Forschenden Vulkanausbrüche unglaublichen Ausmaßes in einer Region, die heute Sibirien ist. Hunderttausende Jahre lang trat die Lava in riesigen Strömen aus der Erde und bedeckte Millionen Quadratkilometer. Die entstandenen Gesteine heißen „Sibirische Trappe“ (von einem schwedischen Wort, das „Stufen“ bedeutet). Aber die Lava war nicht das einzige Problem: Aus den Vulkanen kamen enorme Mengen Gase, vor allem Kohlendioxid, aber auch andere Stoffe. Das aufsteigende Magma verbrannte oder erhitzte auch Lagerstätten von Kohle und anderen Materialien und setzte weiteres Gas frei.

Die Wirkung war eine Kette von Katastrophen. Das Kohlendioxid erwärmte das Klima sehr schnell: Die Temperaturen der tropischen Meere stiegen so hoch, dass sie für viele Arten unerträglich wurden, vielleicht über 35 Grad. Wärmeres Wasser enthält weniger Sauerstoff, und in vielen Gebieten wurden die Ozeane sauerstoffarm oder sauerstofffrei. Ein Teil des Gases löste sich im Wasser und machte die Meere saurer, was es schwer macht, Schalen und Skelette aus Kalk zu bauen. An Land töteten die Hitze und der saure Regen viele Pflanzen, und ohne Pflanzen brachen die Nahrungsketten zusammen.

Woher wir es wissen

Die Forschenden haben diese Geschichte anhand der Gesteine rekonstruiert. In einem Steinbruch bei Meishan in China ist eine Gesteinsschicht erhalten, die genau die Grenze zwischen Perm und Trias markiert und auf der ganzen Welt als Bezugspunkt benutzt wird. Mit genauen Messungen des Alters der Zirkonkristalle in vulkanischer Asche, 2011 und 2014 untersucht, haben die Forschenden festgestellt, dass sich das Aussterben in den Meeren auf eine kurze Zeit konzentrierte, vielleicht auf wenige Zehntausend Jahre. Weitere Beweise kommen von den Veränderungen in den Mengen verschiedener Kohlenstoff- und Sauerstoffarten in den Gesteinen, die eine Erwärmung und eine Störung des Kohlenstoffkreislaufs anzeigen.

Einige Wissenschaftler schlagen zusätzliche Hypothesen vor, wie das Eingreifen von Mikroben, die Methan erzeugen, und die Debatte geht weiter. Fast alle sind sich aber über die Rolle des sibirischen Vulkanismus einig.

Wer überlebte

Nicht alles starb. Unter den Überlebenden war Lystrosaurus, ein Tier von der Größe eines Schweins, mit einem Schnabel und zwei Hauern, das nach der Katastrophe zum häufigsten Landwirbeltier des Planeten wurde. Es überlebten auch Reptilien und kleine Vorfahren der Säugetiere, einige Fische, Weichtiere wie die Nautiloideen, die ersten Archosaurier, die Gruppe, aus der Krokodile, Flugsaurier und Dinosaurier hervorgehen sollten. Es brauchte 5 bis 10 Millionen Jahre in den Meeren und bis zu etwa 30 Millionen für die Landtiere, bis die Ökosysteme wieder reich waren, und viele Lebensräume blieben arm und instabil.

Warum es geschah

Die am meisten akzeptierte Ursache sind die Ausbrüche der Sibirischen Trappe. Es waren keine Ausbrüche wie die des Vesuvs, kurz und heftig, sondern eine lang andauernde Tätigkeit, mit Lava, die aus Rissen in der Kruste austrat und sich über Millionen Quadratkilometer ausbreitete. Das Magma durchquerte Gesteinsschichten, die Kohle, Kalk und Salz enthielten, und setzte viel mehr Gase frei als die Lava allein.

Die Treibhausgase erwärmten die Atmosphäre, der Sauerstoff in den Meeren nahm ab, und die Ozeane versauerten. Mehr als ein Faktor wirkte zusammen, deshalb sprechen die Wissenschaftler von einer „Kette von Katastrophen“ und nicht von einer einzigen Ursache. Für dieses Aussterben gibt es keinen überzeugenden Beweis für einen Asteroideneinschlag, anders als bei den Dinosauriern.

Der Zusammenhang mit den Trappen wird durch den Zeitpunkt bestätigt, zu dem beides geschah: Die Daten der sibirischen Gesteine und die des Aussterbens stimmen im Rahmen der Messgenauigkeit überein.

Was sich veränderte

Nach der Katastrophe begann die Welt auf andere Weise von vorn. Die alten Beherrscher, wie die großen säugetierähnlichen Tiere und die alten Korallen, waren verschwunden oder dezimiert, und in den Meeren nahmen die neuen Formen, wie die Muscheln und die modernen Korallen, ihren Platz ein. An Land öffneten sich Räume für eine Gruppe von Reptilien, die Archosaurier, die in der Trias die Krokodile, die Flugsaurier und die ersten Dinosaurier hervorbrachten.

Ohne das Große Sterben wäre die spätere Geschichte wahrscheinlich ganz anders verlaufen, und vielleicht hätten wir die Dinosaurier nicht so, wie wir sie kennen. Der nächste Schritt dieser Geschichte wird in der Karte der ersten Dinosaurier erzählt. Millionen Jahre lang lebten die Säugetiere, die kurz danach entstanden, im Schatten dieser großen Reptilien.

Heute wird das Große Sterben als Vergleichsmaß benutzt, um unsere Zeit zu verstehen. Einige Wissenschaftler stellen fest, dass wir heute es sind, die große Mengen Kohlendioxid freisetzen, und dass sich die Meere erwärmen und versauern. Die Unterschiede sind groß: Das Perm war viel extremer, und die Dauer der Veränderungen ist anders. Aber diese Krise zu erforschen hilft zu verstehen, was geschehen kann, wenn sich das Klima zu schnell ändert.

Wichtige Menschen und Orte

Menschen

Shuzhong Shen: Chinesischer Geologe der Universität Nanjing. 2011 leitete er die Gruppe, die das Ende des Perms in den Gesteinen von Meishan genau datierte.
Seth Burgess: Amerikanischer Geologe. 2014 zeigte er, dass die sibirischen Ausbrüche und das Aussterben zeitlich zusammenfallen.
Michael Benton: Britischer Paläontologe der Universität Bristol. Er hat das Buch „When Life Nearly Died“ (Als das Leben fast starb) über das Große Sterben geschrieben.

Orte

Sibirische Trappe, Sibirien (Russland): Riesige Region aus Laven, die Millionen Quadratkilometer bedeckte: die wahrscheinliche Ursache des Großen Sterbens.
Meishan, China: Steinbruch in der Provinz Zhejiang mit der Gesteinsschicht, die die Grenze zwischen Perm und Trias markiert.
Pangäa: Der damals einzige Superkontinent; sein Inneres war trocken und sehr heiß.

Gut zu wissen

Das Perm ist nach der russischen Region Perm benannt, wo die Gesteine dieses Alters 1841 vom schottischen Geologen Roderick Murchison erforscht wurden.
Die Geologen benutzen das Große Sterben, um die Grenze zwischen zwei großen Erdzeitaltern zu markieren: dem Paläozoikum, das endet, und dem Mesozoikum, das beginnt.
Die Korallenriffe verschwanden für etwa 10 Millionen Jahre: Die ersten neuen modernen Riffe erscheinen erst in der Mitteltrias.
Dimetrodon, mit dem großen Segel auf dem Rücken, war kein Dinosaurier: Er lebte vor ihnen und stand den Säugetieren näher.
Auch die Gorgonopsiden, Räuber mit säugetierähnlichen Säbelzähnen, starben bei dieser Krise ganz aus.