Kipppunkte im Klimasystem: Wie El Niño das schlimmste Massensterben auslöste
(Bild: Vladimir Turkenich / Shutterstock.com )
Klimawandel vor 250 Millionen Jahren löste fatale El-Niño-Ereignisse aus. Folge: Das schlimmste Massenaussterben der Erdgeschichte. Droht uns heute Ähnliches?
Vor einer Viertelmilliarde Jahren wurde das Leben auf der Erde auf eine harte Probe gestellt. Verheerende Katastrophen verwüsteten die Biosphäre und ließen nur eine Handvoll Arten zurück, die um ihr Überleben kämpfen mussten. Dieses "große Sterben" am Ende des Perm gilt als das schlimmste Massenaussterben der Erdgeschichte.
Vulkanausbrüche und CO2: Auslöser der Perm-Katastrophe?
Bisher wurde es primär mit den massiven Vulkanausbrüchen im Sibirischen Trapp in Verbindung gebracht, die durch ihren enormen CO2-Ausstoß eine rasche Erwärmung auslösten. Doch warum reagierte die Welt am Ende des Perms so heftig auf die Treibhausgase? Und was trieb die Arten schließlich an den Rand des Aussterbens? Diese Fragen blieben trotz intensiver Forschung lange unbeantwortet.
Eine neue Studie eines internationalen Forscherteams unter der Leitung von Yadong Sun von der Chinesischen Universität für Geowissenschaften liefert nun eine mögliche Erklärung: Lang anhaltende, intensive Klimaschwankungen, ähnlich den heutigen El Niños, könnten die ohnehin schon schlechte Situation noch verschlimmert haben.
Die Wissenschaftler analysierten das Verhältnis von Sauerstoffisotopen in versteinerten Zähnen von Meerestieren. So konnten sie einen zeitlichen Rahmen für Temperaturveränderungen berechnen. Mit computergestützten Klimamodellen rekonstruierten sie dann die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur und der atmosphärischen Zirkulation vor 250 Millionen Jahren.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die globale Erwärmung zu Beginn der Krise zu einer drastischen Abschwächung des Temperaturgradienten zwischen dem westlichen und dem östlichen äquatorialen Becken führte – ein typisches Anzeichen für El-Niño-Bedingungen.
Extreme El Niños: Temperaturanomalien von bis zu 4 Grad
Während eines El-Niño-Ereignisses nahmen den Simulationen zufolge sowohl die Intensität als auch die Dauer der Temperaturanomalien im Ozean deutlich zu. Gleichzeitig schwächte sich die Walker-Zirkulation ab, was die Trockenheit an Land verstärkte.
Auf dem Höhepunkt konnten die Temperaturanomalien im Ozean bis zu 4 Grad Celsius betragen und bis zu neun Jahre andauern. Zum Vergleich: Die stärksten El Niños der jüngeren Vergangenheit hatten Anomalien von maximal 3 Grad Celsius und dauerten selten länger als ein Jahr.
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Die Folgen waren verheerend: Auf dem Land führten die unerbittlichen Dürren und Hitzewellen zum Absterben der Wälder. Opportunistische Pflanzen und Insekten, die feuchte Perioden zur Fortpflanzung nutzen konnten, waren klar im Vorteil. In den Ozeanen litten die Lebewesen unter Hitzestress und der Ausbreitung sauerstoffarmer Zonen. Riffe und Planktongemeinschaften erlitten schwere Verluste, lange bevor die großen Aussterbewellen an Land und im Meer einsetzten.
Teufelskreis der Erwärmung: Vom Treibhausgas zum Massensterben
Die Studie zeigt, dass bereits eine vergleichsweise moderate Erwärmung um wenige Grad ausreichte, um einen Teufelskreis aus immer stärkeren und länger andauernden El Niños in Gang zu setzen. Die Folge war ein klimatischer "Flickenteppich" aus extremer Hitze und Dürre auf dem Festland und zunehmender Überhitzung der Ozeane, was schließlich zum Zusammenbruch ganzer Ökosysteme führte.
Die Ergebnisse unterstreichen, wie empfindlich das Klimasystem auf Änderungen des CO2-Gehalts reagieren kann. Sie zeigen auch, dass die Risiken für die Biodiversität umso größer sind, je länger Hitze- und Dürreperioden andauern. Und sie sind in der heutigen Zeit von erheblicher Tragweite.
Denn tatsächlich sagen viele Klimamodelle voraus, dass starke El Niños im Zuge der globalen Erwärmung häufiger und intensiver auftreten werden. Die neuen Erkenntnisse über das größte Massenaussterben der Erdgeschichte sind daher auch eine Mahnung für die Gegenwart. Sie zeigen, welche fatalen Kettenreaktionen drohen, wenn kritische Kipppunkte im Erdsystem überschritten werden.