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News: Die Sintfluten am Ende des Perm

Wenn Pflanzen verschwinden, treten die Flüsse über die Ufer. Was heute in vielen Regionen der Erde durch die Abholzung der Wälder geschieht, war vor rund 250 Millionen Jahren vermutlich der Grund, warum sich die ehemals kurvenreichen Ströme in Sintfluten verwandelten. Die Gesteine aus jener Zeit zeugen von diesem Wandel und sind Hinweis für das Massensterben der Pflanzen.
Im Leben der Erde gab es Zeiten, in denen durch ungeheure Umwälzungen fast alles Leben erlosch. Die prominentesten Opfer einer derartigen Katastrophe sind die Saurier, die vor etwa 65 Millionen Jahren – vermutlich infolge eines Meteoriteneinschlages – das Zeitliche segneten. Die größte Katastrophe der Erdgeschichte fand aber fast 200 Millionen Jahre früher statt und markiert das Ende des Perm. Allein in den Meeren verschwanden 85 Prozent aller Lebewesen und auf den Kontinenten schafften es nur 30 Prozent der Wirbeltiere in die Trias. Zwar vermuten die Geologen, dass dies auch für die damals weit verbreiteten Landpflanzen gilt, doch ist der Nachweis aufgrund ungünstiger Erhaltungsbedingungen von Fossilien schwieriger, als es bei Tieren der Fall ist. In Südafrika fanden Geologen jetzt einen indirekten Hinweis darauf, dass auch die Pflanzenwelt in großem Umfang von dem Massensterben an der Perm-Trias-Grenze betroffen war.

Peter Ward vom Department of Geological Sciences der University of Washington stieß mit seinen Kollegen im südafrikanischen Karoo-Becken nämlich auf eine scharfe geologische Grenze. Während die Sedimente unterhalb dieser Grenze von gemächlich dahinfließenden Flüssen abgelagert wurden, entstanden die Gesteine oberhalb davon in reißenden Flüssen. Die Unterschiede zwischen den Gesteinen äußern sich in den Korngrößen und deren Verteilung. Je höher die Energie eines Flusses ist, umso gröber sind auch die abgelagerten Sedimente. Hinzu kommt, dass in schnell fließenden Flüssen die Geschwindigkeitsverteilung heterogener ist. Auch in einem reißenden Sturzbach gibt es nämlich Regionen mit sehr geringer Fließgeschwindigkeit, wo feinkörnige Sedimente zur Ablagerung kommen. Auf diese Weise entstehen schließlich Gesteine mit einem weiten Korngrößenspektrum.

Doch wie kommt es zu dem raschen Wandel der Flüsse? Großräumige Hebungen der Erdkruste könnten dies bewirken, doch seinerzeit war der Süden Afrikas im Riesenkontinent Pangäa gefangen, so dass die Forscher tektonische Gründe ausschließen. Sie sehen vielmehr das massenhafte Aussterben langwurzeliger Pflanzen als Ursache für die plötzliche Gewalt der Flüsse (Science vom 8. September). Sie sorgen in den Bodenschichten für Halt und verhindern so die Erosion. In vegetationsreichen Regionen müssen sich die Flüsse ihren Weg über lange Strecken bahnen, umströmen Hindernisse und haben deshalb eine viel geringere Fließgeschwindigkeit. Ohne die schützende Pflanzendecke findet ein Fluss seinen Weg ins Meer auf viel direkterem Wege. Die Fließgeschwindigkeit steigt an und somit die Erosion. Dies lässt sich bis heute in den Sedimenten aus jener Zeit ablesen. Sieben Mal identifizierten die Geologen den markanten Wechsel entlang eines 400 Kilometer langen Querschnittes durch das Karoo-Becken.

Diese Grenze liegt genau dort, wo auch Fossilien und die Verteilung der Kohlenstoff-Isotopen auf das Massensterben hindeuten. Warum es dazu kam, ist weiterhin ungewiss. Veränderungen des globalen Klimas durch gigantische Vulkansausbrüche könnten genauso eine Rolle spielen wie der Einschlag eines Kometen. Auch wenn Peter Ward über die genauen Ursachen nicht spekulieren will, so weisen seine Ergebnisse dennoch auf eine globale Katastrophe hin. Die Verwandlung der ruhig dahinfließenden Flüsse in reißende Ströme dauerte höchstens 160 000 Jahre. In den Dimensionen der geologischen Zeitrechnung ist dies gerade eine Wimpernschlag.

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