Eine Sammlung fossiler Schalen von Meeresschnecken und Muscheln stellt eine Theorie in Frage, die besagt, dass das tödlichste Massenaussterben der Welt von einer starken Versauerung der Ozeane begleitet wurde.
Anstatt Schäden oder Anzeichen von Reparaturen aufzuweisen – was zu erwarten wäre, wenn das Weichtier unter sauren Bedingungen überlebt hätte – waren die Schalen in ausgezeichnetem Zustand, so eine Studie, die am 24. Januar 2022 in Scientific Reports veröffentlicht wurde.
William Foster, Wissenschaftler an der Universität Hamburg und ehemaliger Postdoktorand an der University of Texas at Austin Jackson School of Geosciences, leitete die Studie.
Die Studie ist die erste, die Schalen von versteinerten Mollusken zur Untersuchung der Meereschemie nutzt und damit ein neues Instrument vorstellt, mit dem Wissenschaftler die Bedingungen der entfernten Vergangenheit des Planeten untersuchen können.
“Bei Ereignissen, die Millionen von Jahren zurückliegen, müssen wir uns auf Beweise wie die Chemie von Meeresgestein und Fossilien verlassen”, sagte Mitautor Rowan Martindale, ein außerordentlicher Professor an der Jackson School. “Manchmal liefern diese Anhaltspunkte widersprüchliche Ergebnisse, so dass wir mehrere, unabhängige Messungen der Meeresbedingungen benötigen”.
Das weltweit tödlichste Massenaussterben löschte vor etwa 252 Millionen Jahren, am Ende des Perms, etwa 90% der lebenden Arten aus. Das Aussterben wurde durch gewaltige Vulkanausbrüche im heutigen Sibirien ausgelöst, die in relativ kurzer Zeit große Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre freisetzten und eine rasche globale Erwärmung verursachten.
Wenn der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre hoch ist, kann der Ozean einen Teil des Gases aufnehmen und wird dadurch saurer. Die geologischen Aufzeichnungen sind jedoch nicht eindeutig, ob dies während des Aussterbeereignisses am Ende des Perms geschah.
“Einige frühere Studien, die sich auf chemische Analysen von Gesteinen stützten, deuteten darauf hin, dass die Weltmeere zu dieser Zeit sauer waren, aber andere geochemische Beweise legen das Gegenteil nahe”, so Foster.
Die Analyse der Molluskenschalen biete eine umfassendere Perspektive, so Foster, da sie den chemischen Zustand des Ozeans kurz nach dem Aussterbeereignis von oben bis unten erfasse und nicht nur dort, wo sich Sedimente absetzten. Die Forscher untersuchten die Versauerung der Oberflächengewässer durch die Analyse der Larvenschalen und die Versauerung des Meeresbodens durch die Analyse der Schalen der erwachsenen Tiere.
Für die Forschung wurden mehr als 2.300 fossile Schalen von Meeresschnecken und Muscheln unter dem Mikroskop untersucht. Und obwohl eine Handvoll Muscheln Wachstumsstörungen aufwiesen, gab es keine Anzeichen für geflickte Löcher, ein deutliches Zeichen für Mollusken, die in einer sauren Umgebung leben.
“Keine der Muscheln weist Reparaturspuren auf, die auf eine starke Versauerung des Oberflächenwassers oder des Meeresbodens hinweisen würden”, so Foster.
Die Fossilien wurden an einer Stelle im heutigen Svalbard, Schweden, gesammelt. Als die Tiere lebten, war der Ort von einem flachen Meer bedeckt und die Erde bestand nur aus einem einzigen großen Kontinent.
“Es war wirklich aufregend, Organismen zu untersuchen, die lebten, als Pangea noch ein Superkontinent war”, sagt Mitautorin Jaime Hirtz, die vor kurzem ihren Masterabschluss an der Jackson School gemacht hat, aber schon als Studentin mit der Untersuchung dieser Fossilien begann.
Meerestiere mit Schalen aus Aragonit (einer Art von Kalziumkarbonat-Mineral) sind besonders anfällig für die Versauerung der Ozeane. Wissenschaftler verwenden Schalen von “Seeschmetterlingen”, einer Art schwimmender Meeresschnecken, um die Versauerung der Ozeane in der Gegenwart und in der jüngsten Vergangenheit zu untersuchen. Die neue Studie zeigt, dass Schalen von versteinerten Molluskenarten auf ähnliche Weise analysiert werden können, was die Tür zu umfassenderen Forschungen über die Chemie der Ozeane in der Vergangenheit der Erde und ihre Verbindung zu klimatischen Ereignissen öffnet.
“Einer der aufregenden Aspekte dieser Forschung ist, dass wir jetzt wissen, dass wir fossile Schalen von aragonitischen Meerestieren aus der Zeit vor Millionen von Jahren als Bioindikatoren für die Versauerung der Ozeane in der Vergangenheit verwenden können”, sagte Mitautor Richard Twitchett, Professor am Natural History Museum in London.
Weitere Co-Autoren der Studie sind Maria Reistroffer, die die Studie im Rahmen ihres Bachelor-Studiums an der Jackson School begleitete, und Conor Farrell, Student am University College Dublin.
Datum: January 26, 2022
Quelle: University of Texas at Austin
William J. Foster, J. A. Hirtz, C. Farrell, M. Reistroffer, R. J. Twitchett, R. C. Martindale. Bioindicators of severe ocean acidification are absent from the end-Permian mass extinction. Scientific Reports, 2022; 12 (1) DOI: 10.1038/s41598-022-04991-9