Eine neue, in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass die Umlaufzyklen der Erde den Zeitpunkt der Vulkanausbrüche in den Deccan Trapps beeinflussten und so zu den Umweltveränderungen beitrugen, die mit dem Massenaussterben am Ende der Kreidezeit vor etwa 66 Millionen Jahren einhergingen.
Eine kürzlich in Science Advances veröffentlichte Studie enthüllt einen Zusammenhang zwischen den Umlaufzyklen der Erde und massiven Vulkanausbrüchen in der indischen Deccan-Traps-Region.
Diese Eruptionen hatten erhebliche Auswirkungen auf das globale Klima und könnten zum Aussterben der Dinosaurier in der späten Kreidezeit vor etwa 66 Millionen Jahren beigetragen haben.
Unter der Leitung von Thomas Westerhold vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen analysierte das Forschungsteam Sedimente vom Meeresboden des Atlantiks und des Pazifiks.
Die Wissenschaftler maßen chemische Marker wie Osmiumisotope, Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope von Meeresorganismen sowie den Quecksilbergehalt, um vulkanische Aktivitäten und damit verbundene Klimaveränderungen zu identifizieren.
„Die Bildung der Flutbasalte und ihre anschließende Verwitterung werden einen geochemischen Fingerabdruck im Ozean hinterlassen“, erklärte Co-Autor Junichiro Kuroda von der Universität Tokio.
„Deshalb haben wir die Osmium-Isotopenzusammensetzung der Lagerstätten im Südatlantik und Nordwestpazifik gemessen. Sie sollten gleichzeitig den gleichen Fingerabdruck aufweisen.“
Proben aus Meereskernen zeigten zwei deutliche Veränderungen der Osmiumisotope. Diese Veränderungen stimmten mit zuvor datierten Ausbrüchen massiven Vulkanismus in den indischen Deccan-Trapps überein, die in manchen Gebieten eine Dicke von etwa zwei Kilometern erreichen.
„Zu unserer Überraschung stellten wir in beiden Ozeanen zwei Verschiebungen in der Osmium-Isotopenzusammensetzung fest, die mit großen Eruptionsphasen der Dekkan-Trapps in der späten Kreidezeit zusammenfielen. Noch überraschender war, dass diese Verschiebungen unterschiedliche Auswirkungen auf die Umwelt hatten, wie fossile Überreste in den Bohrkernen belegen“, sagte Westerhold.
Marine geochemische Aufzeichnungen aus dem späten Maastrichtium aus dem Atlantik und Pazifik, die auf einem hochpräzisen, astronomisch kalibrierten Altersmodell basieren, liefern Hinweise auf die Abfolge der Ereignisse im Zusammenhang mit dem Beginn der vulkanischen Aktivität des Dekkan-Traps (DT). Bildnachweis: Erdorbitalrhythmen verknüpfen den zeitlichen Verlauf der Vulkanismusphasen des Dekkan-Traps mit dem globalen Klimawandel – Thomas Westerhold et al. – Sceince Advances
Diese Isotope wiesen auf erhebliche Temperaturschwankungen und Störungen des Kohlenstoffkreislaufs der Erde hin. Darüber hinaus wurden die Quecksilberwerte gemessen, die in Zeiten intensiver vulkanischer Aktivität bekanntermaßen ansteigen.
Diese Erkenntnisse stellen die Annahme in Frage, dass quasiperiodische Schwankungen der Erdumlaufbahn das Klima ausschließlich durch Veränderungen der einfallenden Sonnenstrahlung beeinflussen.
Die Möglichkeit, dass diese Umlaufzyklen auch zur Auslösung von Eruptionen beitragen, erweitert unser Verständnis der Wechselwirkung zwischen den inneren und äußeren Kräften des Planeten um eine weitere Dimension.
„Wie bei einem Metronom haben wir die in geologischen Daten aufgezeichneten rhythmischen Veränderungen der Sonneneinstrahlung genutzt, um Klimaarchive aus dem Südatlantik und dem Nordwestpazifik zu synchronisieren“, sagte Westerhold.
„Diese Schlüsselaufzeichnungen umfassen die letzten Millionen Jahre der Kreidezeit und sind auf 5.000 Jahre oder weniger genau synchronisiert – geologisch gesehen ein Wimpernschlag vor 66 Millionen Jahren.“
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass zwei große Vulkanausbrüche früher stattfanden und intensiver waren als bisher dokumentiert. Der erste Ausbruch vor etwa 66,49 Millionen Jahren führte zu einer moderaten globalen Erwärmung und erhöhte die Meerestemperaturen um etwa 1 °C.
Ein heftigerer Ausbruch vor 66,28 Millionen Jahren korrelierte mit einem bedeutenden Klimaereignis, der sogenannten „Spät-Maastricht-Erwärmung“, die die Meerestemperaturen um etwa 3–4 °C (5,4–7,2 °F) ansteigen ließ.
Die Forscher fanden heraus, dass diese Vulkanausbrüche unterschiedliche Mengen an Schwefeldioxid freisetzten, was den marinen Kohlenstoffkreislauf zunächst auf unterschiedliche Weise veränderte – ein Faktor, der in Studien zu Massenaussterben bisher unterschätzt wurde.
Der Zeitpunkt dieser Eruptionen stimmte eng mit den Umlaufzyklen der Erde überein. Die Forschung legt nahe, dass Veränderungen der Erdumlaufbahn interne geologische Prozesse beeinflussen und möglicherweise vulkanische Aktivitäten auslösen könnten.
Die Abstimmung der vulkanischen Aktivität mit den Umlaufzyklen der Erde bietet Einblicke in die Art und Weise, wie kosmische Faktoren, beispielsweise die Umlaufbahnen der Planeten, geologische Prozesse beeinflussen, die sich auf die Erde auswirken könnten.
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