Ordovizisches Massenaussterben

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Ereignisse von Massenaussterben

Das ordovizische Massenaussterben war bezogen auf den Prozentsatz der ausgelöschten Gattungen wie auch bezogen auf den Gesamtverlust an Individuen das zweitgrößte der fünf großen Massenaussterben der Erdgeschichte. In der Zeit zwischen 450 bis 440 Millionen Jahren vor heute traten wahrscheinlich zwei Aussterbewellen auf, die sich im Abstand von einer Million Jahren ereigneten.[1] In Bezug auf das Leben im Meer war es nach dem Aussterbeereignis an der Perm-Trias-Grenze das zweitgrößte Massenaussterben. Zu dieser Zeit war der Lebensraum aller bekannten Lebensformen auf die Meere und Seen begrenzt.[2] Etwa 85% der Arten, 60% der Gattungen und 26% der Familien aller meeresbewohnenden Arten starb aus[3], darunter zwei Drittel aller Armfüßer und Moostierchen.[2] Besonders betroffen waren auch Muscheln, Stachelhäuter und Korallen.[1] Die direkte Ursache des Massenaussterbens scheint die Bewegung von Gondwana gewesen zu sein, das sich in die Region des Südpols bewegte. Dies führte zu einer globalen Abkühlung und Vereisung und einem daraus resultierenden Meeresspiegelabfall. Der fallende Meeresspiegel unterbrach oder eliminierte Lebensräume entlang der Flachseebezirke entlang der Kontinentalsockel.[1] In Ablagerungen, die in der Sahara entdeckt wurden, fand man Hinweise auf diese Vereisung. Eine Kombination aus dem Absinken des Meeresspiegels und einer durch die Vereisung verursachte Abkühlung sind die wahrscheinlichen Gründe für das Massenaussterben des Ordoviziums.

Kontext[Bearbeiten]

Das Aussterbeereignis fand vor 443 Millionen Jahren statt; es war dies die Zeit der bedeutendsten Diversifikation der Erdgeschichte[4] und markiert die Grenze zwischen dem Ordovizium und dem darauf folgenden Silur. Während des Aussterbeereignisses fanden mehrere ausgeprägte Veränderungen in der Isotopen-Zusammensetzung von Sauerstoff und Kohlenstoff statt, welche biologisch verursachte Veränderungen anzeigen. Diese Komplexität könnte auf mehrere einzelne, nahe aufeinanderfolgende Ereignisse hindeuten oder auf mehrere Phasen innerhalb eines Ereignisses. Zu dieser Zeit lebten die komplexesten mehrzelligen Organismen in den Meeren. Etwa 100 marine Familien starben aus, was etwa 49%[5] der Gattungen der Fauna entspricht. Dezimiert wurden Muscheln, Stachelhäuter, Trilobiten, Conodonten und Graptolithen. Statistische Analysen legen nahe, dass der zu dieser Zeit auftretende Verlust an maritimem Leben mehr durch ein Anwachsen der Aussterberate als durch ein Absinken der Artbildung bedingt war.[6]

Blaue Fläche: Anteil der fossilgebenden ausgestorbenen marinen Arten

Mögliche Ursachen[Bearbeiten]

Diese Aussterbeereignisse sind Gegenstand intensiver Forschungstätigkeit. Die Aussterbe-Höhepunkte korrespondieren mit dem Beginn und Ende der schwersten Eiszeit des Phanerozoikums. Es markiert das Ende eines langen Abkühlungstrends im Hirnantium am Ende des Ordoviziums,[4] in dem typischerweise Treibhausbedingungen vorherrschten.

Dem Ereignis ging ein Abfall der atmosphärischen Kohlenstoffdioxid-Konzentration voraus, was primär auf die Flachwassergebiete der Meere wirkte, in denen die meisten Organismen lebten. Als der südliche Superkontinent Gondwana über den Südpol driftete, bildeten sich darauf Eiskappen.

Die zu dem Ereignis gehörige Gesteinsschicht wurde in Nordafrika und im damals angrenzenden Nordosten von Südamerika in Gesteinsabfolgen des späten Ordoviziums gefunden, was sich damals am Südpol befand. Durch Vereisung wird Wasser der Weltmeere gebunden, während Interglazialen wird es freigesetzt. Dies verursachte einen wiederholten Anstieg und Abfall des Meeresspiegels; die ausgedehnten, intrakontinentalen ordovizischen Flachwassermeere verschwanden, was viele ökologische Nischen eliminierte. Bei ihrer Rückkehr wurden sie von Gründer-Populationen besiedelt, denen viele Organismen-Familien fehlten. Mit dem nächsten Vergletscherungs-Puls verschwanden auch diese wieder, was die biologische Diversität jedes Mal weiter reduzierte (Emiliani 1992 p. 491). In den Schichtfolgen von Nordafrika berichtete Julien Morneau von fünf Vergletscherungspulsen seismischer Abschnitte.[7]

Dies ging mit einer Verschiebung der Orte der Bodenwasser-Entstehung einher. Von Treibhaus-warmen niedrigen Breiten wurden sie in höhere Breiten verschoben, die aber von kälteren Bedingungen geprägt waren. Damit verstärkten sich die Tiefenwasserströmungen und die Anreicherung des Bodenwassers mit Sauerstoff. Für eine kurze Zeit gedieh dort eine daran angepasste Fauna, bevor anoxische Bedingungen wiederkehrten. Der Zusammenbruch ozeanischer Zirkulationsmuster brachte Nährstoffe von der Tiefsee nach oben. Überlebende Spezies waren solche, die mit den veränderten Bedingungen umgehen und die durch die Aussterbeereignisse hinterlassenen ökologischen Nischen ausfüllen konnten.

Gammablitz:
Veranschaulichung eines massereichen Sterns, der zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die freiwerdende Energie in Form von Jets entlang der Rotationsachse bildet einen Gammablitz.

Gammablitz[Bearbeiten]

Eine kleine Minderheit von Wissenschaftlern hat vorgeschlagen, dass die anfänglichen Aussterbeereignisse durch einen Gammablitz verursacht worden seien, der von einer Hypernova innerhalb einer Entfernung von 6000 Lichtjahren von der Erde stammte (aus einem angrenzenden Spiralarm der Milchstraße). Ein zehn Sekunden dauernde Ausbruch hätte die Hälfte der Ozonschicht der Erde schlagartig zerstört. Organismen, die in der Nähe der Erdoberfläche lebten - also auch Pflanzen - wären einer intensiven ultravioletten Strahlung ausgesetzt gewesen.[8][9][10][11] Obwohl die Hypothese mit dem Muster des Beginns der Aussterbeereignisses übereinstimmt, gibt es keine eindeutigen Hinweise, dass es je einen Gammablitz in der Nähe der Erde gab.

Vulkanismus und Verwitterung[Bearbeiten]

Jüngste Forschungsergebnisse deuten auf eine verstärkte Rolle des Treibhausgases CO2 hin.[12] Ausgasungen aufgrund des intensiven Vulkanismus im Ordovizium wurden durch starke Verwitterung der sich erhebenden Appalachen ausgeglichen, wodurch Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre entfernt wurde. Im Hirnantium ging der Vulkanismus zurück und die andauernde Verwitterung verursachte eine signifikante und schnelle Absenkung der Kohlenstoffdioxidkonzentration. Dies korreliert mit einer und kurzen Eiszeit.

Ende des Ereignisses[Bearbeiten]

Das Ende des zweiten Ereignisses fand statt, als schmelzende Gletscher erneut einen Meeresspiegelanstieg verursachten und sich dieser stabilisierte. Die Erholung der Diversität des Lebens mit der erneuten Flutung der Kontinentalschelfe am Beginn des Silur brachte auch eine erhöhte Diversität innerhalb der überlebenden Ordnungen.

Quellen[Bearbeiten]

  1. a b c Sole, R. V., and Newman, M., 2002. "Extinctions and Biodiversity in the Fossil Record - Volume Two, The earth system: biological and ecological dimensions of global environment change" pp. 297-391, Encyclopedia of Global Environmental Change John Wilely & Sons
  2. a b extinction. Abgerufen am 16. Oktober 2013.
  3. David Jablonski & W.G. Chaloner (1994): Extinctions in the Fossil Record. Philosophical Transactions of the Royal Society London Series B Biological Sciences Vol. 344, No. 1307: 11-17.
  4. a b Munnecke, A.; Calner, M.; Harper, D. A. T.; Servais, T. (2010). Ordovician and Silurian sea-water chemistry, sea level, and climate: A synopsis. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 296 (3–4): 389–413. doi:10.1016/j.palaeo.2010.08.001
  5. Rohde & Muller, RA Muller: Cycles in Fossil Diversity. In: Nature. 434, Nr. 7030, 2005, S. 208–210. Bibcode: 2005Natur.434..208R. doi:10.1038/nature03339. PMID 15758998.
  6. R.K. Bambach, A.H. Knoll, S.C. Wang: Origination, extinction, and mass depletions of marine diversity. In: Paleobiology. 30, Nr. 4, December 2004, S. 522–542. doi:10.1666/0094-8373(2004)030<0522:OEAMDO>2.0.CO;2.
  7. [1] (PDF; 1,1 MB) IGCP meeting September 2004 reports pp 26f
  8. Christopher Wanjek: Explosions in Space May Have Initiated Ancient Extinction on Earth. NASA. 6. April 2005. Abgerufen am 30. April 2008.
  9. Ray burst is extinction suspect, BBC. 6. April 2005. Abgerufen am 30. April 2008. 
  10. Melott, A.L. et al: Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction?. In: International Journal of Astrobiology. 3, Nr. 2, 2004, S. 55–61. arXiv:astro-ph/0309415. Bibcode: 2004IJAsB...3...55M. doi:10.1017/S1473550404001910.
  11. Melott, A.L. and Thomas, B.C.: Late Ordovician geographic patterns of extinction compared with simulations of astrophysical ionizing radiation damage. In: Paleobiology. 35, 2009, S. 311–320. arXiv:arXiv:0809.0899.
  12. Young. S.A. et al: A major drop in seawater 87Sr/86Sr during the Middle Ordovician (Darriwilian): Links to volcanism and climate?. In: Geology. 37, Nr. 10, 2009, S. 951–954. doi:10.1130/G30152A.1. Abgerufen am 5. Januar 2010.
  • Emiliani, Cesare. (1992). Planet Earth : Cosmology, Geology, & the Evolution of Life & the Environment. Cambridge University Press. (Paperback Edition ISBN 0-521-40949-7)

Literatur[Bearbeiten]

  • Gradstein, Felix, James Ogg, and Alan Smith, eds., 2004. A Geologic Time Scale 2004 (Cambridge University Press).
  • Hallam, A. and Paul B. Wignall, 1997. Mass extinctions and their aftermath (Oxford University Press).
  • Webby, Barry D. and Mary L. Droser, eds., 2004. The Great Ordovician Biodiversification Event (Columbia University Press).

Weblinks[Bearbeiten]