Perm-Trias-Massensterben: „Mega“-El Niño könnte das „Grosse Sterben“ verschärft haben

Vor rund 250 Millionen Jahren wurde das Leben auf der Erde bis an seine Grenzen gedrängt: Aussterbeereignisse verwüsteten die Biosphäre, und nur eine kleine Zahl von Arten konnte sich überhaupt noch bis in die nächste Zeit retten.

Dieses „Grosse Sterben“ dürfte durch ein Zusammenspiel mehrerer Faktoren ausgelöst worden sein. Eine neue Studie kommt jedoch zu dem Ergebnis, dass lang anhaltende, heftige Klimaschwankungen – vergleichbar mit heutigen El Niño-Ereignissen – eine ohnehin katastrophale Lage sehr wahrscheinlich zusätzlich verschärften.

Mithilfe von Proxydaten, die Schwankungen der Meerwassertemperaturen abbilden, und mit aktualisierten Klimamodellen hat ein internationales Team unter Leitung des Geologen Yadong Sun von der China University of Geosciences Simulationen erstellt. Damit rekonstruierten die Forschenden das Auf und Ab von ozeanischen und atmosphärischen Strömungen vor etwa 250 Millionen Jahren.

Das Perm-Trias-Massensterben („Grosses Sterben“)

In den Erdzeitaltern vor den verheerenden Aussterbewellen nahm die Vielfalt des Lebens zu – bis das Perm endete und das erste Zeitalter der Dinosaurier begann: die Trias. Damals umgab ein einziger globaler Ozean eine Zusammenballung der Kontinente. Dadurch entstand ein trockenes Landesinneres, das von kühleren Küstengewässern eingerahmt war.

Nadelbäume verdichteten sich zu Wäldern, und unter ihren Ästen huschten vierbeinige Vorfahren der heutigen Säugetiere, Vögel und Reptilien umher.

Dann kippte das System. Von den damals aufstrebenden Linien der Tetrapoden könnten nur etwa 10 Prozent die Stammformen späterer Generationen gestellt haben. Und Millionen Jahre danach begann es auch im Meer zu bröckeln: Eine Art nach der anderen verschwand, bis nur noch jede fünfte übrig blieb.

Ein derartiger Verlust an Leben ist seitdem beispiellos – genug, um die Frage aufzuwerfen, weshalb gerade diese Epoche so tödlich war.

Hinweise auf Vulkanismus und Kettenreaktionen

Ein mächtiger Gürtel aus magmatischem Gestein im Gebiet des heutigen Sibiriens deutet auf eine ausgedehnte Phase vulkanischer Aktivität hin, die den Übergang vom Perm zur Trias vor 252 Millionen Jahren überdauerte – eine Übereinstimmung, die sich kaum ignorieren lässt.

Aus weiteren Indizien setzt das Team ein mögliches Wirkungsgefüge zusammen: Dauernde Eruptionen könnten die Ozonschicht angegriffen und zugleich mehr als genug Kohlendioxid freigesetzt haben, um die Atmosphäre zu erwärmen. Zusätzlich könnten mikrobielle Blüten das Meer zunächst mit Sauerstoff angereichert haben – um ihn anschliessend wieder zu entziehen.

So apokalyptisch das klingt: Die Biosphäre hat auch andere Phasen massiver Zerstörung überstanden, ohne dass die Verluste an diese Dimension heranreichten. Viele widerstandsfähigere Arten können sich an eigentlich lebensfeindliche Veränderungen anpassen – etwa indem sie in Richtung der Pole ausweichen oder neue Formen von Schutz, Wasser und Lebensräumen erschliessen.

Klimaschwankungen wie ein „Mega“-El Niño

Bislang wurde jedoch zu wenig berücksichtigt, was grosse, kurzfristige Ausschläge bei Temperatur und Niederschlag bewirken können. Schon heute führen extreme Wetterkapriolen – Überschwemmungen und Dürren ebenso wie Hitzewellen und Kälteeinbrüche – zu erheblichen ökologischen Verlusten.

Die Forschenden untersuchten deshalb das Verhältnis von Sauerstoffisotopen in fossilen Zähnen früher Meereslebewesen. Aus diesen Daten leiteten sie eine Abfolge von Temperaturänderungen ab, die – im Kontext des globalen Klimasystems – auf eine deutliche Abschwächung atmosphärischer Luftströmungen hindeutet.

In der Gegenwart stehen vergleichbare, zonale Verschiebungen der Meeresoberflächentemperaturen in einer Rückkopplung mit der sogenannten Walker-Zirkulation. Verliert diese Luftzirkulation an Stärke, lässt die Rotation nach. Das verändert, wie sich Oberflächenwasser im Pazifik verteilt: Warme, feuchte Luft wird stärker ostwärts in Richtung Südamerika transportiert, während trockene Luft westwärts gelangt und Australien sowie Indonesien austrocknet.

El Niño-Ereignisse sind schon deshalb problematisch, obwohl sie meist nur ein bis zwei Jahre anhalten. Ähnliche Prozesse gegen Ende des Perm könnten jedoch zu „Mega“-El Niño-Phasen geführt haben – nicht nur mit längerer Dauer, sondern auch mit deutlich stärkerer Ausprägung.

Unter dem ständigen Wechsel aus Dürre und Flut, Hitze und milderen Bedingungen hätten Arten, die einzelne starke Klimaveränderungen womöglich noch toleriert hätten, stattdessen Schwierigkeiten bekommen können, sich anzupassen. Dadurch hätte sich die Geschwindigkeit des Aussterbens weiter erhöht.

Die Modelle sprechen zwar für solche Klimaoszillationen. Um wirklich sicher zu sein, müssten die Forschenden jedoch direktere Belege für schwankende Bedingungen im geologischen Archiv finden.

Was das für heutige El Niño-Prognosen bedeutet

Die Ergebnisse könnten die heutige Klimakrise dennoch in einem anderen Licht erscheinen lassen: Für moderne El Niño-Ereignisse wird vorhergesagt, dass sie stärker und häufiger werden – mit potenziellen Folgen für unterschiedlichste Ökosysteme weltweit.

Nach dem „Grossen Sterben“ blühte das Leben irgendwann wieder auf. Doch wenn die Klimaspuren in Gestein und Fossilien eines zeigen, dann dies: Jede Art hat Grenzen.

Diese Forschung wurde in Science veröffentlicht.