Fossilien als Klimaarchiv: Hinweis auf einen starken Temperaturabfall vor 137 Millionen Jahren während der Kreide-Warmzeit
26.08.2010
Ein starker Temperaturabfall hat vor 137 Millionen Jahren das ausgeglichene, warme Klima der Kreidezeit kurz unterbrochen. Die Wassertemperatur im Arktischen Ozean fiel von etwa 13 Grad Celsius auf 4 bis 7 Grad Celsius ab, sodass eventuell sogar die Pole vereisten. Gregory Price von der University of Plymouth und Elizabeth Nunn von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben Gesteinsproben mit Belemniten und fossilen Glendoniten aus Spitzbergen untersucht, um die Temperatur des Arktischen Ozeans vor 140 bis 136 Millionen Jahren zu ermitteln. Die Rekonstruktion des Paläoklimas hilft dabei, die Prognosen über die zukünftige Klima- und Umweltentwicklung zu verbessern und den Einfluss des Menschen auf das Klima abzuschätzen. Die Temperatur der Ozeane spielt für die Klimageschichte eine wichtige Rolle.
Nach bisherigen Erkenntnissen herrschte in der Kreidezeit ein global ausgeglichenes, warmes Klima mit hohen Kohlendioxidwerten, wobei auch schon immer wieder über kältere Perioden spekuliert worden war. Die jetzige Untersuchung der beiden Wissenschaftler belegt einen kurzen Kälteeinbruch vor 137 Millionen Jahren. "Es ist richtig kalt geworden, wenn wir es mit der durchschnittlichen Wassertemperatur in den arktischen Bereichen von 13 Grad Celsius oder vielleicht sogar 20 Grad Celsius vergleichen", sagt Nunn. Während der Kreide-Warmzeit besiedelten Dinosaurier auch die Polarregion. Während marine Reptilien wie Pliosaurus und Ichtyosaurus bei Kälteeinbruch möglicherweise migrierten, ist unklar, wie Dinosaurier mit den kälteren Bedingungen klargekommen sind.
In ihrer Arbeit haben Nunn und Price Gesteine auf Spitzbergen untersucht, die für Paläontologen eine ideale Abfolge von Meeresablagerungen der damaligen Zeit offenlegen, als das Gebiet noch ein flaches Meer war. Einige Gesteinsschichten aus dem Valanginium der Unterkreide sind reich an Belemniten, also Fossilien, die unseren heutigen Tintenfischen ähneln, und fossilen Glendoniten, zwei bis drei Zentimeter großen Kristallen aus Kalziumkarbonat. An diesen Relikten können die Wissenschaftler das Verhältnis zweier Sauerstoffisotope bestimmen und daraus Rückschlüsse auf die Wassertemperatur ziehen. "Wird es kälter, dann wird das Sauerstoffisotop 16 vermehrt im Eis eingeschlossen und das Isotop 18 reichert sich relativ zum O16 im Meerwasser an. Dieses Verhältnis speichern Belemniten und Glendonite ab", so Nunn.
Dr. Elizabeth Nunn kam vor zweieinhalb Jahren von der University of Plymouth an das Department für Angewandte und Analytische Paläontologie des Instituts für Geowissenschaften. Derzeit untersucht die Wissenschaftlerin, ob und inwieweit es auch saisonale Temperaturveränderungen gegeben hat. Solche Wechsel von Sommer zu Winter oder umgekehrt hätten sich während der kurzen Lebenszeit der Belemniten niedergeschlagen und könnten mit der heutigen analytischen Methodik ermittelt werden.