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Kapitel 9

MASSENAUSSTERBEN

Das Leben ist nicht nur eine langsam fortlaufende Modellentwicklung und Verbesserung einzelner Baureihen. Nein, zwischendurch gibt es auch mal plötzliche Einschläge, im wahrsten Sinne des Wortes.

Tatsächlich kam es aus der Sicht des Lebens öfters in der Erdgeschichte zu Katastrophen, die das Leben auf der Erde veränderten, die es sogar beinahe auslöschten, zumindest aber Massensterben nach sich zogen.

Was ist da passiert? Und was heißt plötzlich in diesem Zusammenhang?

Geologen charakterisieren Ereignisse, die sich über einen Zeitraum von einigen Zehn- oder Hunderttausend Jahren erstrecken, als plötzliche Ereignisse. Für uns Normalmenschen bedeutet plötzlich, wenn etwas jetzt sofort oder schlagartig passiert. Das müssen Sie bedenken, wenn Sie in der Erdgeschichte das Wort plötzlich hören.

Aber meistens verläuft die Entwicklung des Lebens, die biologische Evolution, wie ein langsamer, ruhiger Fluss. Dann aber kommt es doch immer wieder zu Ereignissen, die interessanterweise zumeist die Evolution beschleunigen. Denn kaum ist eine Katastrophe vorbei, scheint es, als ob die Überlebenden die verbliebenen Ressourcen umso hemmungsloser verbrauchen und sich damit fortan schneller entwickeln, als es ihnen vorher, unter dem Druck der Mitpopulationen, möglich war.

Welche Ereignisse können ein Massenaussterben auslösen?

Da haben wir als Erstes natürlich die Bedrohung aus dem Weltall. Dagegen ist kein Kraut gewachsen. Es gibt Vermutungen, dass vor etwa 450 Millionen Jahren ein Gammastrahlenblitz die Erde getroffen haben könnte. Die harte Gammastrahlung könnte die Atmosphäre derartig verändert haben, dass die Lebewesen am Boden des Luftmeers, das wir Atmosphäre nennen, elendig eingegangen sind.

Gamma-Ray-Ausbrüche entstehen durch eine Hypernova. Was eine Supernova ist, wissen Sie? Das ist ein Stern, der am Ende seines Lebens unter seiner eigenen Last zusammenbricht und explodiert. Eine Hypernova ist eine besonders starke Supernova mit einer elektromagnetisch abgestrahlten Energie von mehr als 10⁴⁵ Joule. Dabei könnte dann ein Gamma-Ray-Burst entstehen, also ein Gammablitz.

So ein Blitz dauert relativ lange und röstet praktisch alles, was ihm in den Weg kommt. Vor allen Dingen zerstört er die Ozonschicht nachhaltig.

Worüber ich aber jetzt reden will, hat im weiteren Verlauf direkt mit dem Auftauchen einer Art namens Homo sapiens zu tun. Das ist das sogenannte Perm-Ereignis. Inzwischen wissen wir, das war ein Massenaussterben der fürchterlichsten Sorte. 90 Prozent aller Arten waren davon betroffen. Das Leben war fast komplett von der Erde verschwunden. Auslöser war die Plattentektonik, durch die die Kontinente zu einem großen Superkontinent zusammengewachsen waren.

Um das zu verstehen, muss man folgendes über die Mechanik der Plattentektonik wissen. Durch den Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren wird Energie frei. Zusätzliche Energie liefert die Restwärme von der Entstehung der Erde. Beides führt dazu, dass der Erdmantel heiß und flüssig ist. Ständig steigt heißes Material nach oben, kühlt ab und versinkt teilweise wieder – die Konvektion. Die oben schwimmenden, bereits abgekühlten Lithosphärenplatten bewegen sich praktisch wie knochentrockene Handtücher auf dem Wasser hin und her und stoßen aneinander. Außerdem wälzt sich ständig neu entstandene, schwere ozeanische Kruste unter die leichtere Kontinentalplatten.

Dieser Vorgang wurde übrigens bereits Anfang des 20. Jahrhunderts von Alfred Wegner vermutet und in den Sechzigerjahren tatsächlich nachgewiesen.

Vor 250 Millionen Jahren also führte die Plattentektonik dazu, dass die einzelnen Platten zu einem großen Superkontinent verbunden waren, umgeben von einem riesigen Meer. Was hat das aber mit dem Leben auf dem Planeten zu tun?

Nun, das Klima im Inneren eines solchen Riesenkontinents ist staubtrocken. Wissenschaftler nennen so was extrem arid. Die Lebewesen hatten einfach kein Wasser mehr. Das war das eine. Hinzu kam eine allgemeine Klimaveränderung. Es wurde immer wärmer und wärmer, nicht nur die Luft, auch das Wasser erwärmte sich.

PANGAEA.

DER SUPERKONTINENT

Wenn alle Kontinente zu einem Superkontinent vereint sind, hat das Auswirkungen auf das Klima: Es gibt weniger beregnete Küstenlinien und mehr Trockengebiete im Inneren des Kontinents. Die Artenvielfalt geht entsprechend drastisch zurück.

Wärmeres Wasser kann weniger Kohlendioxid aufnehmen. Merken Sie was? Genau! Irgendwann wurde der Treibhauseffekt immer stärker, was zur Folge hatte, dass es noch wärmer wurde. Was wiederum zur Folge hatte, dass noch weniger Kohlendioxid von den Meeren aufgenommen werden konnte.

Und als würde das noch immer nicht reichen, kam es auch noch zu extremen Vulkanausbrüchen, bei denen sich sogenannte Trapps, gigantische flüssige Basaltströme, über Sibirien, Indien und Pakistan ergossen.

Alles das führte dazu, dass das Leben auf der Erde um Haaresbreite als ein nur vorübergehendes Phänomen schon vor 250 Millionen Jahren im wahrsten Sinne des Wortes in der Versenkung verschwunden wäre.

Aber: Auch hier griff gottlob die Plattentektonik ein. Sie hat dafür gesorgt, dass der Riesensuperkontinent wieder auseinander brach, die Bruchplatten sich selbstständig machten und verschiedene neue Kontinente entstehen konnten. Die Kontinente gingen ihre eigenen Wege. Auf eines dieser Bruchstücke möchte ich an dieser Stelle schon einmal aufmerksam machen, weil es große Bedeutung für einen Vorgang hat, den Sie schon kennen. Eine Kontinentalplatte, wir nennen sie heute die Indische, bewegte sich nämlich mit einer affenartigen Geschwindigkeit von teilweise mehreren zehn Zentimetern pro Jahr auf eine andere Platte zu. Sie rast mit einer Geschwindigkeit durch den Pazifischen beziehungsweise Indischen Ozean – der damals natürlich auch noch nicht so hieß – mit der sie sogar das Wachstum unserer Fingernägel überholt hätte. Und auf was rast dieser Kontinent zu? Schauen Sie mit Ihrem geistigen Auge auf die Weltkarte: Wo rast er hin? Genau, nach Eurasien!

Dieses Ereignis wird einst ganz wesentlich sein für die Entstehung beziehungsweise das Auftauchen der Spezies, die just in diesem Moment ein Buch über das Anthropozän liest. Behalten Sie also die indische Kontinentalplatte im Kopf während ich Ihnen erzähle, was gerade auf der anderen Seite der Erde passierte, nämlich in Yukatan. Das war der Knüller schlechthin, der sogar Hollywood inspiriert hat.

Es war ein Tag wie heute, ein schöner Tag. Wir befinden uns gedanklich im Zeitalter der Riesen-Viecher, bekannt aus verschiedenen Filmen, die alle mit „Jurassic“ anfangen. Die Saurier beherrschen die Erde, zu Wasser, zu Lande und in der Luft. Es sind Fleischfresser, Allesfresser und Vegetarier. Nichts ist vor ihnen sicher.

Stellen wir uns eine Saurierfamilie im Osten Mexikos vor: Ach, wisst ihr was, Kinder, heute machen wir mal einen Ausflug. Das Wetter ist schön, wir gehen an den Strand. Und dann laufen sie los, die Sauriermutter mit dem Nachwuchs und dem Sauriervater. Der hat an dem Tag frei und muss sich mal nicht um die Nahrungsbeschaffung kümmern. Die Kinder freuen sich, dass sie ihren Papa an diesem Tag ganz für sich haben.

Eine kleine Randbemerkung: Es muss auf dem Planeten Erde damals fürchterlich gestunken haben. Die Mengen an Saurierexkrementen, die man gefunden hat, deuten darauf hin, dass die Saurier olfaktorisch für uns Menschen, hätte es uns damals schon gegeben, eine echte Herausforderung gewesen wären.

Also, die Familie geht Richtung Strand und kommt da auch an. Plötzlich tut es einen gewaltigen Schlag … und die Sache ist gelaufen. Vor 65 Millionen Jahren ist ein 10 bis 15 Kilometer großer Asteroid vor der Küste des heutigen Mexiko, bei der Halbinsel Yukatan, ins Meer gerast.

Mit einer Geschwindigkeit von einigen zehn Kilometern pro Sekunde bewegen sich viele Asteroiden meistens – zu unserem Glück – an der Erde vorbei. Wenn aber einer der großen Asteroiden hier einschlägt, dann werden Aufschlagsenergien freigesetzt, die unsere Vorstellung bei Weitem übersteigen. Da ist selbst eine großkalibrige Atombombe nichts im Vergleich zu solch einer totalen Vernichtungsmaschine. Dieser Asteroideneinschlag hat das Leben beinahe gänzlich ausgelöscht, auch bei uns in Europa, in Asien, überall, global.

Lange Zeit hatte man keine Ahnung, wieso ausgerechnet die Saurier so schlagartig verschwunden sind, diese riesigen Kraftprotze. Die hatten ja keine natürlichen Feinde.

Man muss sich das Massensterben jetzt nicht so vorstellen, dass von einem auf den anderen Tag alle plötzlich tot waren. Tatsächlich wird das ein paar Hundert, vielleicht sogar ein paar Tausend Jahre gedauert haben, bis auch der letzte große Saurier verschwunden war.

Man begann, in Sedimenten nach Spuren dieses Ereignisses zu suchen. Aber wie zeigen sich nach Millionen Jahren Asteroideneinschläge in Sedimenten? Sie verraten sich durch eine extreme Häufigkeit von bestimmten Elementen. Zum Beispiel Iridium.

Es gibt eine Iridium-Anomalie, die auf der ganzen Welt in einer dünnen, schwarzen Sedimentschicht zu finden ist. Dort, tief im Erdreich, lagern Reste des besonderen Iridiums, das nur in Asteroiden in großen Mengen vorkommt.

So weit, so klar. Aber in dieser Sedimentschicht findet sich auch jede Menge Ruß und Asche. Und das ebenso weltweit. Was hat das zu bedeuten?

Der große amerikanische Physiker Luis Alvarez hat sich in den Achtzigerjahren des letzten Jahrhunderts die Frage gestellt, was passieren würde, wenn ein Asteroid auf die Erde einschlüge? Bei der Beantwortung half ihm das Know-how über Atombombenexplosionen, zum Beispiel über den radioaktiven Fallout. Er führt dazu, dass Teile der Erdoberfläche vollständig mit Staub bedeckt werden und abkühlen. Dieses Szenario auf den gesamten Planeten übertragen hieße, es würden Unmengen von Material in die Atmosphäre geschleudert, und die Sonnenstrahlen kämen nicht mehr durch. Ein nuklearer Winter bräche aus. Und genauso muss es nach dem Einschlag des Asteroiden vor Yukatan gewesen sein.

Für die Saurier war diese Kälte mindestens genauso schlimm wie das, was sie vorher schon erleben mussten, als die Detonationswellen mit unglaublichem Druck über die Erde liefen. Sie haben alles und jeden niedergebügelt. Doch nicht genug, ein 60 Meter hoher Tsunami und Feuersbrünste überall kamen noch dazu. Wer Fluten und Feuer überlebt hatte, ist schließlich erfroren. Auch die Ernährung wurde zum Problem. Irgendwann war alles weggefressen, Pflanzen wie Beutetiere. Und wegen zu dünner Eierschalen kam die Fortpflanzung der letzten, noch verbliebenen Saurier auch noch zum Erliegen.

Der kosmische Einschlag und seine Folgen vor 65 Millionen Jahren bedeuteten einen tiefen Einschnitt in die Geschichte des Lebens. Die bekanntesten Verlierer, die Dinosaurier, hatten ihren letzten Fußabdruck abgeliefert.

Nachdem die großen Jäger verschwunden waren, traute sich ein kleines Tierchen, das schon einige Millionen Jahre lang unauffällig auf der Erde herumgewuselt war, langsam seine Nase emporzurecken. Der Triumphzug der Säugetiere konnte beginnen.

Aber bleiben wir noch einen Moment beim Massenaussterben. Wir reden über das plötzliche Aussterben von sehr, sehr vielen Arten. Wir reden über die Vernichtung der Biovielfalt durch kosmische Prozesse wie Gammastrahlung oder Einschläge von großen Asteroiden, durch geologische Prozesse wie Kontinentaldrift und vulkanische Aktivitäten. Immer wenn sich in der Atmosphäre etwas verändert, wenn Kreisläufe gestört werden und zusammenbrechen, wenn also der Treibhauseffekt zu stark oder zu schwach wird, dann kommt es zu einem Massensterben der Arten.

Ich muss Ihnen jetzt leider mitteilen, dass wir uns gerade mitten in einem Zeitalter eines Massenaussterbens befinden. Wir Menschen prägen ein ganzes Zeitalter, das deswegen auch nach uns benannt ist: das Anthropozän. Dieses Zeitalter zeichnet sich unter anderem auch durch ein Massenaussterben aus. Der Mensch vernichtet momentan in großer Zahl ganze Arten, teilweise sogar Arten, die wir gerade erst entdeckt haben oder die wir noch gar nicht kennen. Und das vollzieht sich so schnell, dass man es in seiner durchschlagenden Wirkung mit einem Asteroideneinschlag vergleichen kann.

Wir Menschen sind in diesem Sinne ein sozialer Impaktor mit hohem Zerstörungspotential.

DIE GROSSEN MASSENAUSSTERBEN

Vor etwa 2,4 Milliarden Jahren

kam es zur von Cyanobakterien ausgelösten Großen Sauerstoffkatastrophe. Sie führte zum wahrscheinlich weitreichendsten Massenaussterben des Präkambriums. Die meisten anaeroben Lebensformen wurden ausgelöscht.

Vor etwa 485 Millionen Jahren

starben am Ende des Kambriums rund 80 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten aus. Gründe waren vermutlich ein Klimawandel oder Meeresspiegelschwankungen.

Vor etwa 450 Millionen Jahren

verschwanden im oberen Ordovizium etwa 50 Prozent aller Arten.

Der wahrscheinliche Grund waren die erstmals in dieser Zeit aufkeimenden Landpflanzen. Sie entzogen der Atmosphäre große Mengen Kohlendioxid.

Das hatte eine Abkühlung des globalen Klimas um etwa 5 °C zur Folge. Einige Wissenschaftler glauben, dass zeitgleich eine erdnahe Hypernova und die dadurch entstehenden Gammablitze das Leben auf der Erde vernichteten.

Vor etwa 360 Millionen Jahren

starben im oberen Devon 50 Prozent aller Arten aus, darunter Fische und Trilobiten. Viele riffbauende Nesseltierarten verschwanden und mit ihnen zahlreiche Korallenriffe. Die Wissenschaftler vermuten, dass dadurch der Sauerstoffgehalt im Wasser sank (ozeanisches anoxisches Ereignis) und nur die Tierarten überlebten, die auch außerhalb des Wassers Sauerstoff aufnehmen konnten. Die Zeit der Amphibien war angebrochen.

Vor etwa 250 Millionen Jahren

kam es innerhalb einer Zeitspanne von 200.000 Jahren zum Perm-Massensterben: 95 Prozent aller Arten in den Ozeanen und mehr als 65 Prozent aller Landbewohner (Reptilien und Amphibien) starben aus. Verantwortlich dafür war wahrscheinlich der sibirische Trapp, eine aus Flutbasalten entstandene großmagmatische Region. Bei deren Entstehung durch gewaltige Vulkanausbrüche wurden große Mengen CO2 freigesetzt, die zu gravierenden Klimaveränderungen führten. Neue Erkenntnisse zeigen, dass sich das Perm-Massensterben in drei Phasen gliedern lässt. Die erste Phase an Land wurde durch den vom sibirischen Trapp verursachten extremen Klimawandel hervorgerufen. Die Atmosphäre erwärmte sich um etwa 5 °C. Mit der Zeit erhöhte sich auch die Temperatur der Ozeane. Das hatte Folgen für das Leben im Meer.

Eine im April 2015 veröffentlichte Studie lässt vermuten, dass eine Versäuerung der Ozeane eine maßgebliche Rolle beim Aussterben der marinen Arten gespielt haben könnte.

Die Meere nehmen große Mengen von atmosphärischem CO2 auf, dadurch sinkt ihr pH-Wert, sie werden also saurer. Es wird vermutet, dass der pH-Wert um 0,6 bis 0,7 sank, hervorgerufen durch die enorme CO2-Konzentration. Das führte dazu, dass Meeresorganismen, die ihre Schale oder ihr Skelett aus Kalk aufbauen, in dem sauren Milieu nicht mehr überleben konnten.

Der Temperaturanstieg in den Meeren hatte jedoch nicht nur einen direkten Einfluss auf das Leben, sondern auch auf chemische Vorgänge am Boden der Ozeane. So ist es wahrscheinlich, dass durch den Temperaturanstieg die chemische Struktur des in der Tiefe der Meeresböden gebundenen Methanhydrats aufgebrochen wurde. Das in Wassermoleküle eingeschlossene Methan wurde freigesetzt und stieg als Gas in die Atmosphäre auf, wo es, etwa 20-mal wirksamer als CO2, für eine weitere Erwärmung der Atmosphäre um 5 °C sorgte und so die dritte Phase des Artensterbens einleitete. Auch ein Drittel aller Insektenarten starb aus, das einzige bekannte Massenaussterben von Insekten in der Erdgeschichte. Von allen Massenaussterben des Phanerozoikums war das im Perm das größte.

Vor 200 Millionen Jahren

starben am Ende der Trias 50 bis 80 Prozent aller Arten, unter anderen fast alle Landwirbeltiere, aus. Als Grund dafür werden die gewaltigen Magmafreisetzungen vor dem Auseinanderbrechen von Pangaea vermutet sowie die Vergiftung der flachen, warmen Randmeere durch große Mengen von Schwefelwasserstoff, nachdem gewaltige Vulkanausbrüche große Mengen an Kohlendioxid und Schwefeldioxid freigesetzt haben.

Vor 65 Millionen Jahren

am Übergang vom Erdmittelalter zur Erdneuzeit starben wieder rund 50 Prozent aller Tierarten aus, darunter mit Ausnahme der Vögel auch die Dinosaurier.

Als Ursache werden zwei Ereignisse vermutet: Der Einschlag eines Meteoriten nahe der Halbinsel Yukatan und der kontinentale Ausbruch eines Plume in der Dekkan-Trapp in Vorderindien.

Vor 34 Millionen Jahren

kam es zu einer Abkühlung des globalen Klimas und einem damit verbundenem Artensterben.

Vor 50.000–12.000 Jahren

starb im Verlauf einer Aussterbewelle der Großteil der Megafauna Amerikas, Eurasiens und Australiens aus. Obwohl dieses Massenaussterben verhältnismäßig wenige Tierarten betraf, beschäftigt es die Wissenschaft bis heute, da sehr viele große, außergewöhnliche und bekannte Tierarten dabei waren, etwa das Mammut, das Wollnashorn und der Säbelzahntiger.

Die Gründe für diese auf den einzelnen Kontinenten zu unterschiedlichen Zeiten auftretende Aussterbewelle sind umstritten. Einige Wissenschaftler nehmen an, dass der Mensch diese Großsäuger durch übermäßige Bejagung (Overkill-Hypothese) ausgerottet hat.

Andere Wissenschaftler bezweifeln diese Theorie. Sie halten Klimaveränderungen am Ende der Eiszeit für wahrscheinlichere Gründe, eine Reduzierung auf menschliche Einflüsse allein wird heute von großen Teilen der Fachwelt abgelehnt.

Es gibt auch Hinweise auf den Einschlag eines Meteoriten, der vor etwa 13.000 Jahren Großsäuger bis auf annähernd Null reduziert haben könnte. Ein Hinweis in Nordamerika ist eine „schwarze Matte“ genannte Schicht, über der es keine Ablagerungen jener Tiere mehr gibt.

Heute

Die gegenwärtige Aussterbewelle wird durch den Menschen verursacht und begann vor etwa 8.000 Jahren im Holozän. Sie hält bis zum heutigen Tag an und beschleunigt sich dramatisch. Die Weltnaturschutzunion (IUCN) geht davon aus, dass die gegenwärtige Aussterberate 1.000- bis 10.000-fach über der sogenannten normalen liegt.

Der Vergleich des aktuellen Massenaussterbens mit den oben genannten Ereignissen der Erdgeschichte ist dabei schwierig, weil heute überwiegend deutlich andere Ursachen für den Rückgang der Artenvielfalt verantwortlich sind als in der geologischen Vergangenheit.

Im Living Planet Report 2016 spricht die Umweltstiftung World Wide Fund For Nature (WWF) von einer teilweise dramatisch zunehmenden Verschlechterung der Lage vieler Arten. Dort heißt es: „Für den Zeitraum von 1970 bis 2012 ermittelt der globale LPI (der Living Planet Index erfasst den Zustand der biologischen Vielfalt auf der Erde) einen Rückgang der Populationsgrößen bei den Wirbeltierarten von 58 Prozent. Die Bestände von Wirbeltierarten haben sich innerhalb von etwa 40 Jahren im Durchschnitt mehr als halbiert. Die Daten zeigen eine durchschnittliche Abnahme um 2 Prozent im Jahr. Derzeit gibt es keine Anzeichen dafür, dass sich dieser Rückgang verlangsamen wird.“

Der LPI für die an Land lebenden Arten zeigt, dass sich die Populationen zwischen 1970 und 2012 um insgesamt 38 Prozent verkleinert haben. Die Populationen, die in den Ozeanen unseres Planeten leben, haben sich in diesem Zeitraum um 36 Prozent verringert. Dramatisch hoch ist der Verlust der Populationen unter den Tierarten, die im Süßwasser leben, er beträgt 81 Prozent für den Zeitraum von 1970 bis 2012.

AUSSTERBERATE DER ARTEN

„Der Mensch verursacht gerade das größte globale Artensterben seit dem Verschwinden der Dinosaurier,“

sagt Eberhard Brandes, WWF Deutschland.

Mehr als 23.000 vom Aussterben bedrohte Spezies zählt der WWF auf der Roten Liste Ende 2015. Als Ursachen nennt die Organisation die Wilderei und vor allem die Veränderungen von Landschaften durch den Menschen.

„Tiere und Pflanzen, sogar ganze Ökosysteme verschwinden. Dabei ist jede Art einmalig und ein Wert an sich“,

sagt Brandes.

Nie zuvor hat die Rote Liste mehr gefährdete Arten aufgezählt.