Überdüngte Meere machten dem Leben auf der Erde vor 250 Millionen Jahren schwer zu schaffen: Das Massensterben, das am Ende des Erdzeitalters Perm etwa 90 Prozent aller Tierarten dahinraffte, wurde vermutlich durch zu viel Phosphat im Meer ausgelöst, fanden Forscher um Katja Meyer heraus. Die Nährstoffe führten dazu, dass der Sauerstoff im Wasser verbraucht wurde und sich Schwefelwasserstoff bildete, der vor allem in Küstennähe auch in die Luft gelangte.
Meyer und ihre Kollegen fütterten eine Computersimulation mit den Umweltbedingungen, wie sie vor 250 Millionen Jahren herrschten. Damals waren alle Kontinente zum Superkontinent Pangäa vereinigt, der einer Mondsichel ähnelte. Im Inneren der riesigen Landmasse lag der Ozean Thetys, der Vorläufer des heutigen Mittelmeers. Die Forscher modellierten Meeresströmungen und Stoffkreisläufe erstmals mit diesem geografisch realistischen Modell.
Ihren Ergebnissen zufolge führte eine Kaskade von Ereignissen zu dem Massensterben. Zunächst erhöhte sich durch gewaltige Vulkanausbrüche in Sibirien der Kohlendioxid-Gehalt der Luft. Weil Kohlendioxid das Regenwasser saurer macht, verstärkte sich die Erosion. Dadurch gelangten wiederum mehr Nährstoffe ins Meer, vor allem Phosphat. In ihrer Simulation erhöhten die Forscher den Phosphat-Zustrom einmal um das Dreifache gegenüber heutigen Werten, einmal um das Zehnfache.
Sie stellten fest, dass vor allem in der Thetys der Sauerstoff schnell knapp wurde, weil die Meeresströmungen ständig phosphatreiches Tiefenwasser in das Becken einströmen ließen, wohingegen phosphatarmes Oberflächenwasser herausströmte. Doch auch im weltumspannenden Ozean Panthalassa breiteten sich in der Tiefsee Sauerstoffmangel und Schwefelwasserstoffproduktion aus. Aufquellende Meeresströmungen, vor allem in der Nähe von Küsten und am Äquator, beförderten das giftige Gas auch in flaches Wasser. Dort gediehen zwar Schwefelbakterien, die etwa ein Viertel des gelösten Gases mit Hilfe von Sonnenlicht wieder zersetzten. Die Forscher schreiben, dass die H2S-Konzentration im Wasser aber dennoch so hoch war, dass die Meere Schwefelwasserstoff ausdünsteten ? wenn auch weniger, als bisherige, einfachere Berechnungen hatten vermuten lassen.
Forscher um David Bottjer berichten derweil, dass die lebensfeindlichen Umweltbedingungen auch nach dem Ende des Perms noch eine Weile anhielten. Aus Fossilienansammlungen schlossen sie, dass das Meerwasser auch zu Beginn des folgenden Erdzeitalters Trias noch viel Kohlendioxid und wenig Sauerstoff enthielt. Weltweit, schreiben die Forscher, waren nur vier Sorten Muscheln verbreitet. Diese Weichtiere konnten wahrscheinlich im Gegensatz zu den meisten anderen Meeresbewohnern Sauerstoffmangel, erhöhte Kohlendioxid-Gehalte im Meerwasser und einen gewissen Schwefelwasserstoff-Gehalt tolerieren. Als sich das Leben im Laufe der Trias wieder erholte, beherrschten völlig andere Tiere die Erde als im untergegangenen Erdaltertum.
Katja Meyer (Pennsylvania State University) et al.: Geology, Bd. 36, Nr. 9, S. 747 David Bottjer (University of Southern California, Los Angeles): GSA Today, Bd. 18, Nr. 9, S. 4 Ute Kehse
