Gigantische Vulkanausbrüche und Klimawandel: Neue Erkenntnisse aus der Erdgeschichte

Ein internationales Wissenschaftsteam hat geologische Klimaarchive aus dem Atlantik und Pazifik mit bislang unerreichter Genauigkeit synchronisiert. Dank dieser neuen Methode konnten Forscher die zeitliche Abfolge von Klimaveränderungen und biologischen Umwälzungen in den letzten Millionen Jahren vor dem Massenaussterben an der Kreide-Paläogen-Grenze rekonstruieren.

Vulkanausbrüche als Motor des Klimawandels

Die Dynamik des Erdklimas wird über Jahrmillionen hinweg durch interne und externe Prozesse geformt. Einerseits steuern zyklische Schwankungen in der Erdumlaufbahn, bekannt als Milanković-Zyklen, die solare Einstrahlung und beeinflussen so die Jahreszeiten. Andererseits tragen gigantische Vulkanausbrüche entscheidend zur Freisetzung von Gasen wie Kohlendioxid und Schwefeldioxid bei, die tiefgreifende klimatische Folgen haben können.

Ein besonders bedeutsames Beispiel ist der Dekkan-Trapp-Vulkanismus in Indien, dessen gewaltige Eruptionen riesige Mengen Magma freisetzten und das globale Klima in verschiedenen Phasen prägten.

Hochpräzise Datierung enthüllt Muster der Vergangenheit

Durch eine neuartige Synchronisierungsmethode konnten Wissenschaftler um Thomas Westerhold vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen die geologischen Archive mit einer beeindruckenden Genauigkeit von 5.000 Jahren abstimmen. Die Studie, veröffentlicht in Science Advances, zeigt, dass zwei bedeutende vulkanische Eruptionsphasen der Dekkan-Trapps mit drastischen Umweltveränderungen zeitlich übereinstimmen.

Untersuchungen der Osmium-Isotopen-Zusammensetzung in Sedimentbohrkernen aus dem Südatlantik und Nordwestpazifik ergaben zwei markante Veränderungen, die genau mit den Hauptphasen des Dekkan-Trapp-Vulkanismus korrelieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass verschiedene vulkanische Aktivphasen unterschiedliche Auswirkungen auf Klima und Lebewelt hatten.

Unterschiedliche Eruptionsphasen mit variierenden Folgen

Die Forschungen zeigen, dass die früheste Phase des Dekkan-Trapp-Vulkanismus mit einem starken Ausstoß von Schwefelgasen verbunden war, was zu einer initialen Abkühlung führen könnte. Spätere Phasen mit höheren Kohlendioxid-Emissionen dürften hingegen langfristige Erwärmungseffekte ausgelöst haben. Die Studie legt nahe, dass solch tiefgreifende klimatische Einflüsse die Biosphäre erheblich belasteten und möglicherweise zum Massenaussterben beitrugen.

Bedeutung für das Verständnis heutiger Klimaprozesse

Die Erkenntnisse dieser Studie liefern nicht nur neue Einsichten in vergangene Massenaussterben, sondern können auch dazu beitragen, die möglichen Folgen heutiger Umweltveränderungen besser zu verstehen. Die Wechselwirkungen zwischen vulkanischen Emissionen, globalen Temperaturänderungen und der Evolution des Lebens sind ein entscheidender Faktor für die langfristige Entwicklung des Erdklimas.

Das MARUM widmet sich der Erforschung der Meeresumwelt und ihrer geologischen Prozesse. Mit seinen hochpräzisen Analysen und der interdisziplinären Zusammenarbeit trägt es zur Beantwortung fundamentaler Fragen über die Rolle des Ozeans im globalen Klimageschehen bei.

Originalpublikation:

Thomas Westerhold, Edoardo Dallanave,
Donald Penman, Blair Schoene, Ursula Röhl, Nikolaus Gussone, Junichiro
Kuroda: Earth Orbital Rhythms links Timing of Deccan Trap Volcanism
Phases and Global Climate Change. Science Advance 2025.
DOI:10.1126/sciadv.adr8584