Aussterben der Arten DURCH VULKANE (br-alpha)

Bildunterschrift: Extinction-Rate als Funktion der Zeit (durchgezogene Linie, blaue Feld) (multiple-Intervall marinen Gattungen, von Sepkoski, 1996 geändert), verglichen mit Ausbruch Alter von kontinentalen Flutbasalte (rote Säulen). Drei der größten Massensterben der Perm-Trias, Trias-Jura und der Kreide-Tertiär, mit den Eruptionen der sibirischen Traps, die Central Atlantic Magmatische Provinz, und die Deccan Traps entsprechen jeweils. Drei ozeanischen Plateaus, der Karibik (CP) Kerguelen (KP) und Ontong Java (OJP) enthalten sind. Geändert nach Weiß und Saunders (2005).

Collegium Alexandrinum "Das rätselhafte Aussterben der Dinosaurier (1)"
gesehen am Dienstag 4. Oktober 2011 um 16.00 Uhr;
Wdh. Samstag 8. Oktober 2011 um 11.45 Uhr [BR-alpha]  

Collegium Alexandrinum Das rätselhafte Aussterben der Dinosaurier (1)

Neben den Dinosauriern starben vor etwa 65 Millionen Jahren auch eine große Anzahl anderer Organismen aus. Insgesamt starben zu diesem Zeitpunkt etwa 40% aller Gattungen aus und dieses Massensterben betraf sowohl Arten, die auf dem Land als auch solche die im Ozean lebten.

War gigantischer Vulkanismus die Ursache?

Gleichzeitig mit dem Massensterben der Dinosaurier ereigneten sich gigantische Vulkanausbrüche im heutigen Indien, die insgesamt etwa 1,3 Millionen Kubikkilometer Lava innerhalb von nur wenigen hunderttausend Jahren förderten. Die Entgasung dieser Laven besonders von Schwefeldioxid kann das Klima der Erde erheblich gestört haben und man vermutet, dass es zu einer drastischen Abkühlung kam. Diese Annahme wird durch die Untersuchung von rezenten Vulkanausbrüchen unterstützt, die allerdings (zum Glück!) um ein Vielfaches kleiner waren als die Vulkaneruptionen vor 65 Millionen Jahren. In der Erdgeschichte wurden mehrere Massensterben beobachtet und in den meisten Fällen treten gleichzeitig ähnlich gewaltige Vulkanausbrüche auf wie die in Indien. Daher geht man heute davon aus, dass diese vulkanischen Eruptionen maßgeblich die Evolution beeinflussten und Lebewesen, die über lange Zeiträume erfolgreich waren wie die Dinosaurier, plötzlich durch vulkanische Kräfte aus dem Erdinneren ausgelöscht wurden.



Prof. Dr. Karsten Haase
Lehrstuhl für Endogene Geodynamik, Geozentrum

Karsten Haase (Jahrgang 1966) hat in Kiel und London Geologie studiert und sein Diplom in Kiel abgeschlossen. Danach promovierte er an der Universität Kiel und am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter arbeitete Karsten Haase dann am Max-Planck-Institut für Chemie (Abt. Geochemie) in Mainz  und am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia Universität in New York. 1998 wurde er Wissenschaftlicher Assistent an der Universität Kiel und habilitierte 2002. Nach weiteren zwei Jahren an der Universität Kiel wurde er 2006  Associate Professor an der Universität Aarhus, Dänemark. Seit Januar 2008 ist Karsten Haase Professor (W3) für Endogene Geodynamik am GeoZentrum Nordbayern der Universität Erlangen-Nürnberg.

http://www.le.ac.uk/gl/ads/SiberianTraps/FBandME.html


Figure Caption: Extinction rate versus time (continuous line, blue field) (multiple-interval marine genera, modified from Sepkoski, 1996) compared with eruption ages of continental flood basalts (red columns). Three of the largest mass extinctions, the Permo-triassic, Triassic-Jurassic and the Cretaceous-Tertiary, correspond with the eruptions of the Siberian Traps, the Central Atlantic Magmatic Province, and the Deccan Traps, respectively. Three oceanic plateaus, the Caribbean (CP) Kerguelen (KP), and Ontong Java (OJP) are included. Modified after White and Saunders (2005).

There is a strong correlation between continental flood basalts and mass extinctions (Courtillot, 1994). The three largest known mass extinctions coincide with the three largest Phanerozoic flood basalt provinces (P-Tr - Siberian Traps; Tr-J - CAMP; K-T - Deccan), within error of the sampling and dating methods. Furthermore, there are strong correlations between flood basalts and other indicators of system stress. For example, the Karoo-Ferrar Province correlates with a major oceanic anoxic event 189 m.y. ago, and part of the North Atlantic Igneous Province coincides with the Late Palaeocene Thermal Maximum, 55 m.y. ago. Despite searches, no comparable correlation exists between meteorite or cometary impacts and mass extinctions.

These 'matches' are too fortuitous to be pure chance (White and Saunders, 2005), but an understanding of the actual causal link between a flood basalt event and a mass extinction is elusive. It is also worth mentioning that some flood basalts (e.g. the Parana) do not match with any indicators of serious system stress, and some small mass extinctions do not appear to correspond with any flood basalts. This may be because it is unlikely that there is one single cause for all mass extinctions.

A possible scenario is that a single flood basalt eruptive event - more than 1000 cubic km - would erupt a very large mass of sulfur dioxide gas and aerosol, some of which would enter the lower stratosphere. This would reduce the amount of light reaching the Earth's surface (e.g., Thordarson and Self, 1996; Self et al., 2006).

As a result, not only is the lower atmosphere cooled, but also photosynthesis could be reduced or even stopped if light transmission is sufficently impaired. A volcanic winter may ensue, lasting for the duration of the eruption (decades?) (Rampino et al., 1988). Perversely, perhaps, the indicators are that warming, rather than cooling, occurred during the P-Tr mass extinction event. This suggests accumulation of greenhouse gases in the atmosphere. Carbon dioxide is a possible candidate. The flux rate from a single flow is relatively small, but over millenia substantial amounts of CO2 will accumulate in the atmosphere-ocean system, due to the long averagelifetime of CO2molecules in this system. However, if photosynthetic systems were reduced by the preceding volcanic winter, the drawdown capacity of the marine and terrestrial systems may not have been adequate to prevent a gradual accumulation of carbon dioxide in the atmosphere. Eventually, the cold/dark - warm/light cycles may have triggered the release of methane hydrates stored in permafrost or in the seabed, resulting in catastrophic release of methane and carbon dioxide, and a runaway greenhouse may have ensued. It is fair to state, however, that we are far from a complete understanding of the details of this process.