Freiberger Paläontologe entschlüsselt Wassertemperaturen von über 500 Millionen Jahre alten Ozeanen

Abb. Zeittafel
Der Freiberger Paläontologie Prof. Dr. Thomas Wotte hat die Wassertemperatur von 520 Millionen Jahren alten Ozeanen mithilfe von Fossilien aus dieser Zeit entschlüsselt. Sie lag vermutlich zwischen 26 und 32 °C. Seine Ergebnisse wurden jetzt im renommierten "Nature"-Verlag veröffentlicht.

Ein internationales Forscherteam um den Freiberger Wissenschaftler konnte nachweisen, dass trotz erhöhter magmatischer Bedingungen oder geringerer Sauerstoffkonzentrationen in Ozeanen und Atmosphäre die Meerwassertemperatur mit der heutiger subäquatorialer Ozeangebiete vergleichbar war und ca. 26 °C betrug. "Diese Werte sind von Interesse, weil von einigen Wissenschaftlern durchaus bis zu 60 °C für den kambrischen Ozean angegeben werden. Dies würde aber mit einer Anpassung der marinen Lebewelt an solche Temperaturen einhergehen müssen. Das erscheint bei der Betrachtung heutiger Meeresorganismen fraglich, denn deren maximale Temperatur beträgt 38 °C", erläutert Prof. Wotte. "Wir konnten nun nachweisen, dass eine solche Anpassung nicht notwendig war, da die kambrischen Meerwassertemperaturen mit heutigen vergleichbar sind."

Vor etwa 540 Millionen Jahren, in der Zeit des Kambriums, fand in der Entwicklung der Organismen ein entscheidender Schritt statt. Innerhalb von wenigen Jahrmillionen entwickelten sich aus der vorwiegend mikrobiell geprägten Lebewelt des Präkambriums hochorganisierte Organismen mit modernen anatomischen Merkmalen, wie biomineralisierten Hartteilen (Schalen, Knochen, Zähne), komplexen Augen und Gliedmaßen oder einer Chorda dorsalis (Achsenskelett). Die Gründe für diese „kambrische Explosion“ sind bis heute nicht eindeutig geklärt. In einem EU-geförderten Projekt entschlüsselte das internationale Wissenschaftlerteam um den Freiberger Paläontologen Professor Thomas Wotte dieses Rätsel weiter. „Im Wasser lebende Organismen scheiden ihre Hartteile im Gleichgewicht mit dem Wasserchemismus ab. Können wir also eine nachträgliche Umwandlung des Hartteilmaterials ausschließen, so ist es möglich, den Originalchemismus des Meer- oder Süßwassers zu Lebzeiten der Organismen zu ermitteln und Aussagen zu längst vergangenen Lebensbedingungen zu treffen“, so Wotte.

Zusammenarbeit mit dem Schwedischen Museum für Naturkunde

In Kooperation mit Wissenschaftlern des Schwedischen Museums für Naturkunde in Stockholm untersuchte Prof. Wotte die Sauerstoffisotopie phosphatischer Schalenfossilien. „Die Schalen stammen aus Karbonatgesteinen Sibiriens, sind etwa 520 Millionen Jahre alt und zeigen eine bemerkenswert gute Erhaltung. Selbst die ursprüngliche Färbung ist noch erkennbar.“, schwärmt Wotte. Durch die Analyse der Sauerstoffisotope im Mikrometerbereich der Schalen konnten die Forscher belegen, dass sich die Sauerstoff-Isotopensignatur des Meerwassers in der Erdgeschichte geändert haben muss. Mittels dieser Information sind Wotte und Koautoren in der Lage, die Meerwassertemperatur des subäquatorialen kambrischen Ozeans zu rekonstruieren. Die Wissenschaftler postulieren eine Oberflächentemperatur von 26 °C (± 13 °C) bis 32 °C (± 13 °C). „Schauen wir uns heutige tropische oder subtropische Ozeane an, so sehen wir dort vergleichbare Temperaturen und eine enorme Faunenfülle. Entsprechende Bedingungen waren also sicher auch für die Entwicklung des Lebens während der „kambrischen Explosion“ von Vorteil“, so die Ergebnisse des Forscherteams.

Ihre Studie veröffentlichten die Wissenschaftler in dem Online- und Open Access-Journal "Scientific Reports" des renommierten Nature-Verlags.

Weitere Informationen: https://www.nature.com/articles/s41598-019-42719-4

Ansprechpartner: 
Prof. Dr. Thomas Wotte, Telefon 03731 / 39-3363