Während Waldbrände in den letzten Jahren in weiten Teilen des Westens der Vereinigten Staaten gewütet haben und eine erhebliche Gefahr für Wildtiere und die örtliche Bevölkerung darstellen, sind Waldbrände seit Hunderten von Millionen Jahren ein fester Bestandteil des Systems der Erde, ohne dass der Mensch darauf Einfluss genommen hätte.
„Waldbrände sind seit langem ein integraler Bestandteil der Prozesse im Erdsystem, und ihre Rolle bei diesen Prozessen ist mit Sicherheit unterbewertet worden“, sagte Ian Glasspool, Hauptautor einer gestern in der Zeitschrift Geology veröffentlichten Studie, die die frühesten bisher gefundenen Aufzeichnungen über Waldbrände beschreibt.
In der Studie dokumentieren Glasspool und Co-Autor Robert Gastaldo 430 Millionen Jahre alte Holzkohle, die durch Waldbrände in Proben aus Wales und Polen entstanden ist. Ihre Entdeckung verschiebt die früheste Aufzeichnung von Waldbränden um weitere 10 Millionen Jahre nach hinten.
Glasspool erklärte, dass Waldbrände drei wesentliche Voraussetzungen haben: eine Brennstoffquelle, eine Zündquelle (in Form von Blitzeinschlägen) und ausreichend Luftsauerstoff.
„Es sieht nun so aus, als ob unsere Beweise für Feuer eng mit unseren Beweisen für die frühesten Makrofossilien von Landpflanzen übereinstimmen. Sobald es also Brennstoff gibt, zumindest in Form von Pflanzenmakrofossilien, gibt es so gut wie sofort ein Lauffeuer“, so Glasspool.
Die Pflanzen, die vor 430 Millionen Jahren in der Silurzeit existierten, unterschieden sich jedoch deutlich von den Pflanzen, die wir heute sehen und die wir kennen. Anstelle von Gräsern, Bäumen und Blumen hätten flachliegende Pflanzen, die kaum einen Zentimeter hoch waren, einen Großteil der Landschaft bedeckt, mit gelegentlichen hüfthohen oder kniehohen Pflanzen. Im Gegensatz zu den meisten der winzigen Pflanzen, die die Landschaft bedeckten, ragte der alte Pilz Prototaxites mit einer Höhe von fast 9 Metern über die Landschaft hinaus. Diese silurischen Pflanzen waren für ihre Fortpflanzung stark auf Wasser angewiesen und kamen wahrscheinlich nicht in saisonal trockenen Gebieten vor.
„In der silurischen Landschaft musste es genügend Vegetation geben, damit sich Waldbrände ausbreiten und ihre Spuren hinterlassen konnten“, so Gastaldo. „Zu den Zeitpunkten, von denen wir Proben nehmen, war genügend Biomasse vorhanden, um uns eine Aufzeichnung von Waldbränden zu liefern, die wir identifizieren und nutzen können, um die Vegetation und den Prozess in der Zeit zu lokalisieren.“
Neben einer ausreichenden Brennstoffquelle, die die Pflanzenwelt des Silur bereitstellen konnte, ist ein weiterer entscheidender Faktor für die Entstehung früher Waldbrände der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre. Gegenwärtig macht Sauerstoff etwa 21 % der Gase in der Atmosphäre unseres Planeten aus. Der atmosphärische Sauerstoffgehalt hat sich im Laufe der Erdgeschichte stark verändert, wobei der Sauerstoffgehalt in der Erdatmosphäre während des ersten Teils der Erdgeschichte praktisch bei Null lag.
Wie in der Forschungsstudie beschrieben, zeigen moderne Brandexperimente, dass Waldbrände unterhalb eines Sauerstoffgehalts von 16 % in der Atmosphäre unwahrscheinlich sind.
„Wenn dieser Wert unterschritten wird, kann zwar ein Feuer entstehen, aber es wird sich nicht ausbreiten“, so Glasspool. „Wenn man sich also die Wahrscheinlichkeit ansieht, Holzkohle in den Aufzeichnungen zu finden, wird man nur dann Holzkohle finden, wenn sich das Feuer ausbreiten konnte, und man kann einen Mindestschwellenwert für den atmosphärischen Sauerstoff festlegen, wenn man Holzkohle findet“.
Auf der Grundlage der in ihrer Studie analysierten Holzkohle kamen sie zu dem Schluss, dass der atmosphärische Sauerstoff während des Silur ein Niveau erreicht hat, das dem heutigen entspricht oder möglicherweise sogar darüber liegt. Durch die verstärkte Photosynthese der Landpflanzen, die sich auf den Sauerstoffkreislauf auswirkt, wurde der Sauerstoff auf das heutige Niveau angehoben. Daher waren Waldbrände im Silur wahrscheinlich ein bedeutendes globales Phänomen, das eine wichtige Rolle bei der Sedimentbewegung und dem Kohlenstoff- und Phosphorzyklus spielte.
Datum: Juni 14, 2022
Quelle: Geologische Gesellschaft von Amerika
Journal Reference:
- Ian J. Glasspool, Robert A. Gastaldo. Silurian wildfire proxies and atmospheric oxygen. Geology, 2022; DOI: 10.1130/G50193.1