Klimaerwärmungen verändern einen Lebensraum auf vielfältige Weise. Welche Faktoren letztendlich dafür verantwortlich sind, dass eine Art in der sich wandelnden Umwelt nicht mehr überleben kann und ausstirbt, ist daher oft schwer zu erkennen. Im Fall des bislang größten Massenaussterbens der Erdgeschichte, am Übergang vom Perm zur Trias vor 250 Millionen Jahren, das 90 Prozent der marinen Lebenswelt ausrottete, liefern Sedimente aus tropischen Regionen aber einen deutlichen Schuldigen: Die Wasser- und Lufttemperaturen stiegen damals rasend schnell auf extreme Werte.

Ein Team um Yadong Sun von der Chinesischen Universität für Geowissenschaften in Wuhan rekonstruierte anhand von ehemals marinen Sedimenten aus dem Nanpanjiang-Becken in Südchina die Temperaturentwicklung für die kritische Periode von 253 Millionen bis 245 Millionen Jahre vor heute. Die Wissenschaftler analysierten dafür das Verhältnis der Sauerstoffisotope in Conodonten, die das Massenaussterben als eine der wenigen Tiergruppen überlebten und so ein das Massensterben überspannendes Archiv der Klimaverhältnisse bieten. Indem sie die Bewohner verschiedener Wassertiefen heranzogen, erhielten sie Temperaturdaten aus den obersten 100 Metern Wassersäule.

Diese zeigen zunächst einen rasanten Anstieg: In nur 800 000 Jahren kletterten die Wassertemperaturen am Übergang vom Perm zur Trias von 21 auf 36 Grad Celsius. Nach einer Abkühlungsphase, in der die Werte auf 32 Grad Celsius sanken, ereignete sich ein zweiter Hitzepeak vor etwa 250,7 Millionen Jahren: Das Wasser der oberen Schichten war damals etwa 38 Grad Celsius warm, an der Oberfläche womöglich bis zu 40 Celsius.

Solche Temperaturen bringen viele Tiere in Überlebensnot: Bei Werten von über 45 Grad Celsius beginnen die ersten Proteine Schaden zu nehmen, der Schutz vor Überhitzung durch Hitzeschockproteine funktioniert nur begrenzt. Viel entscheidender jedoch ist, dass mit steigenden Temperaturen der Sauerstoffbedarf der Organismen zunimmt, während gleichzeitig die Löslichkeit des Gases im Wasser sinkt – die überlebenskritische Temperatur liegt für Meereslebewesen also deutlich niedriger.

Dazu passen viele Ergebnisse aus Fossilsammlungen: Fische beispielsweise, die aus der frühen Trias zahlreich bekannt sind, fehlen in den äquatornahen Regionen fast vollständig – und das liegt nicht an schlechten Konservierungsbedingungen. Mit ihnen fehlen die Ichthyosaurier und Kalkalgen, denen es wohl ebenfalls schlicht zu heiß war. Die dennoch auftretenden biogen entstandenen Karbonate führen die Forscher auf Zyanobakterien zurück, deren Fotosynthese weniger anfällig für hohe Temperaturen ist.

Solch hohe Meerestemperaturen implizieren, dass auch an Land lebensfeindliche Hitze herrschte. Und auch dies spiegelt sich in Fossilfunden wider: In der frühen Trias der Tropen fehlen die Tetrapoden, und auch die Pflanzenwelt ist dort extrem eingeschränkt: Kohleablagerungen als Folge von Mooren und Sümpfen finden sich erst ab der mittleren Trias, und auch Nadelwälder ließen sich auf sich warten.

Den Ergebnissen zufolge benötigte die Lebenswelt der Trias sehr lange, um sich von dem Klimaschock zu erholen, zumal es keine Hinweise gibt, dass ein ausgleichender Wärmetransport in Richtung Polarregionen stattgefunden hätte. Extreme Klimaerwärmungen zwinge Tiere und Pflanzen zum Ausweichen in kühlere Regionen, oder sie sterben aus, erklären die Forscher. Gerade marine Organismen, deren Sauerstoffbedarf die Toleranz stark einschränke, seien als Erste davon betroffen.