Vergiftete Ozeane und Artensterben

Zyste einer Grünalge der Gattung Pleurozonaria (50 x 50 Mikrometer). Diese Prasinophyte blühte während der frühen Jurazeit. Foto: Bas van de Schootbrugge

Zyste einer Rotalge der Gattung Rhaetogonyaulax (40 x 60 Mikrometer). Dinoflagellaten waren häufiger, bevor das Massensterben während der späten Trias einsetzte. Foto: Bas van de Schootbrugge.

Grüne Schwefelbakterien in Paläo-Sedimenten belegen dramatische Umweltveränderungen vor 200 Millionen Jahren

Als vor 200 Millionen Jahren der Urkontinent Gondwana auseinanderbrach, hatte das verheerende Folgen für Tiere und Pflanzen. Massive Vulkanausbrüche setzten riesige Mengen Schwefeldioxid (SO2) und Kohlendioxid (CO2) frei, die eine globale Erwärmung und einen Sauerstoffmangel in den Ozeanen zur Folge hatten. Ein Team aus WissenschafterInnen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), der Karl-Franzens-Universität Graz und der Goethe-Universität in Frankfurt konnte nun die dramatischen Umweltstörungen durch den Nachweis von grünen Schwefelbakterien in 200 Millionen Jahre alten Sedimentproben belegen. Das Vorhandensein dieser Mikroorganismen verweist auf fundamentale Änderungen in den Ökosystemen der küstennahen Gewässer. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden in der aktuellen Online-Ausgabe von Nature Geoscience publiziert.

„Der Ozean muss im frühen Jura durch die Schwefelbakterien nach faulen Eiern gestunken haben“, erklärt Sylvain Richoz, Forscher an der ÖAW und der Karl-Franzens-Universität Graz sowie Leitautor der Studie. Diese Bakterien gedeihen dort besonders gut, wo reichlich Schwefelwasserstoff vorhanden ist. „Die molekularen Überreste der grünen Schwefelbakterien, die wir jetzt in schwarzem Schiefer bei Bohrungen in Norddeutschland und Luxemburg gefunden haben, vermitteln ein düsteres Bild der Küstengewässer unmittelbar nach dem Massensterben“, ergänzt van de Schootbrugge vom Institut für Geowissenschaften in Frankfurt. Sein Team hatte bereits 2009 das Artensterben an Land untersucht.

Zeitgleich mit der Vermehrung der grünen Schwefelbakterien veränderte sich die Zusammensetzung der Algen-Arten. Algen sind die Grundlage der Nahrungskette im Meer. Durch den Sauerstoffmangel verschob sich das Gleichgewicht dramatisch von roten zu grünen Algen-Arten. Das gleichzeitige Auftreten von grünen Schwefelbakterien und grünen Algen ist eine langfristige Folge hoher CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre. Diese führten zu globaler Erwärmung und einer verminderten Wasserzirkulation im Meer. „Die rauen Bedingungen, die nach dem Massensterben in den Küstenregionen herrschten, erklären auch, warum die Lebewesen am Meeresboden so lange brauchten, um sich zu erholen“, erläutert Sylvain Richoz. „Beispielsweise gab es im frühen Jura so gut wie keine Korallenriffe. Küstenregionen waren auch damals die Hot Spots der Biodiversität. Lange, sauerstoffarme Phasen beeinträchtigten ihre Regeneration“, so der Forscher.

Für die Zukunft der Erde sind diese Befunde aus der Vergangenheit insofern relevant, als „Totzonen“ – Bereiche, in denen der Ozean keinen Sauerstoff enthält – in letzter Zeit unter dem Einfluss des Menschen zunehmen. Globale Erwärmung und Umweltverschmutzung sind die Hauptursachen. „Besonders beunruhigend ist, dass die Freisetzung großer Mengen CO2 an der Trias-Jura-Grenze so lang anhaltende Effekte auf die Biodiversität der Ozeane hatte“, schließt Sylvain Richoz.

Publikation:

Sylvain Richoz, Bas van de Schootbrugge et al.: Hydrogen sulphide poisoning of shallow seas following the end-Triassic extinction, Nature Geoscience, Advanced Online Publication, 12. August 2012, DOI: 10.1038/NGEO1539.

Gudrun Pichler

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