Die faszinierende Welt der Dinosaurier bietet nicht nur Einblicke in die Evolution riesiger Lebensformen, sondern auch in die klimatischen Bedingungen, die während des Mesozoikums herrschten. Eine aktuelle Studie von Forschenden der Universitäten Göttingen, Mainz und Bochum zeigt, dass die Zähne dieser prähistorischen Giganten wertvolle Informationen über die Atmosphäre vor 252 bis 66 Millionen Jahren liefern können. Durch die Analyse von Sauerstoffisotopen im Zahnschmelz der Dinosaurierzähne konnten die Wissenschaftler herausfinden, dass der Gehalt an Kohlenstoffdioxid in der damaligen Atmosphäre erheblich höher war als heute.
Die eingesetzte Methode zur Untersuchung der Zahnschmelzproben stellt einen Durchbruch in der paläoklimatischen Forschung dar. Sie ermöglicht eine detaillierte Analyse aller drei Sauerstoffisotope und eröffnet somit neue Perspektiven für das Verständnis der klimatischen Bedingungen in der Erdgeschichte. Diese Analyse zeigt nicht nur den CO₂-Gehalt, sondern auch die Photosyntheseleistung der Pflanzen, die während der Zeit der Dinosaurier wahrscheinlich doppelt so hoch war wie in der heutigen Zeit. Dies könnte eine entscheidende Rolle für das dynamische Klima der Mesozoikums gespielt haben.
Das Forschungsteam untersuchte Zahnschmelzproben aus dem späten Jura und der späten Kreidezeit, die in verschiedenen Regionen, darunter Nordamerika, Afrika und Europa, gefunden wurden. Zahnschmelz ist ein besonders stabiles biologisches Material, das verschiedene Isotope des Sauerstoffs enthält, die ein Dinosaurier aus der Luft aufgenommen hat. Diese Isotope reagieren empfindlich auf Veränderungen in der Atmosphäre, was es den Forschern ermöglicht, Rückschlüsse auf das damalige Klima und die Vegetation zu ziehen.
Die Ergebnisse der Studie sind beeindruckend: Im späten Jura, vor etwa 150 Millionen Jahren, war der CO₂-Gehalt in der Luft viermal so hoch wie vor der Industrialisierung. In der späten Kreidezeit, etwa 73 bis 66 Millionen Jahre zurück, lag der Gehalt sogar dreimal so hoch. Diese hohen CO₂-Werte könnten mit massiven vulkanischen Aktivitäten, wie den Eruptionen der Dekkan-Trapps in Indien, in Verbindung stehen. Solche Ereignisse könnten große CO₂-Spitzen erzeugt haben, die sich in der Zusammensetzung der Sauerstoffisotope der Zähne widerspiegeln.
Ein besonders bemerkenswerter Aspekt der Studie ist, dass die Pflanzenwelt damals global gesehen mehr Photosynthese betrieb. Dies stand vermutlich im Zusammenhang mit den hohen CO₂-Konzentrationen und erhöhten Durchschnittstemperaturen. Für die Paläoklimatologie stellt diese Forschung einen bedeutenden Fortschritt dar, da bisherige Methoden zur Rekonstruktion des Klimas hauptsächlich auf Bodenkarbonaten und marinen Proxys basierten, die oft mit Unsicherheiten behaftet sind.
Die neu entwickelte Methode zur Analyse der drei Sauerstoffisotope in Zahnschmelz von Dinosauriern eröffnet nicht nur neue Möglichkeiten für die Klimaforschung, sondern auch zur Untersuchung der Physiologie und Paläobiologie dieser Tiere. Dr. Dingsu Feng, die Erstautorin der Studie, weist darauf hin, dass diese Methodik es ermöglicht, die Zusammensetzung der Atmosphäre der frühen Erde sowie die Produktivität der Pflanzen zu erforschen, was entscheidend für das Verständnis langfristiger Klimadynamiken ist.
Die Informationen zur Photosyntheseleistung der damaligen Pflanzenwelt sind für das Verständnis der marinen und terrestrischen Nahrungsketten von großer Bedeutung. Prof. Dr. Eva M. Griebeler, die Co-Autorin der Studie, betont, dass die verfügbare Biomasse der Pflanzen einen direkten Einfluss auf die Dichte und Vielfalt von Arten sowie auf die Struktur von Nahrungsketten in Ökosystemen hat.
Zusammengefasst ermöglicht die Analyse der Sauerstoffisotope im Zahnschmelz von Dinosauriern nicht nur spannende Einblicke in die klimatischen Bedingungen der Vergangenheit, sondern auch in die Evolution und Anpassung von Lebensformen auf der Erde. Diese Forschung wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie das VeWA-Konsortium im Rahmen des LOEWE-Programms des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Forschung unterstützt. Die Ergebnisse dieser Studie bieten somit eine wertvolle Grundlage für zukünftige Forschungen zur Klimageschichte unseres Planeten.
