Ein uralter Anfall globaler Erwärmung vor 56 Millionen Jahren, bei dem versauerte Ozeane und ausgelöschte Meereslebewesen im Golf von Mexiko, wo das Leben durch die einzigartige Geologie des Beckens geschützt war, mildere Auswirkungen hatten – laut Untersuchungen des Instituts für Geophysik der Universität von Texas (UTIG).
Veröffentlicht in der Zeitschrift Meeres- und Erdölgeologiewerfen die Ergebnisse nicht nur Licht auf ein uraltes Massensterben, sondern könnten Wissenschaftlern auch dabei helfen, festzustellen, wie sich der aktuelle Klimawandel auf das Leben im Meer auswirken wird, und bei den Bemühungen helfen, Öl- und Gasvorkommen zu finden.
Und obwohl der Golf von Mexiko heute ganz anders aussieht, sagte der UTIG-Geochemiker Bob Cunningham, der die Forschung leitete, dass aus den Auswirkungen des Golfs in der Vergangenheit wertvolle Lehren über den heutigen Klimawandel gezogen werden können.
„Es ist sehr wichtig, dieses als Paleocene-Eocene Thermal Maximum oder PETM bekannte Ereignis zu verstehen, da es auf eine sehr starke, wenn auch kurze, Kohlenstoffinjektion in die Atmosphäre hinweist, die dem ähnelt, was jetzt passiert“, sagte er.
Cunningham und seine Mitarbeiter untersuchten die alte Periode der globalen Erwärmung und ihre Auswirkungen auf das Leben und die Chemie der Meere, indem sie eine Gruppe von Schlamm-, Sand- und Kalksteinablagerungen untersuchten, die im Golf gefunden wurden.
Sie durchsuchten Gesteinssplitter, die bei Öl- und Gasbohrungen hochgebracht wurden, und fanden eine Fülle von Mikrofossilien von Radiolarien – einer Art Plankton – die während der uralten globalen Erwärmung überraschenderweise im Golf gediehen waren. Sie kamen zu dem Schluss, dass eine stetige Versorgung mit Flusssedimenten und zirkulierendem Ozeanwasser Radiolarien und anderen Mikroorganismen geholfen hatte, zu überleben, selbst als das sich erwärmende Klima der Erde lebensfeindlicher wurde.
„An vielen Orten war der Ozean für irgendetwas absolut unbewohnbar“, sagte UTIG-Biostratigrafin Marcie Purkey Phillips. „Aber wir scheinen im Golf von Mexiko einfach keine so schwerwiegenden Auswirkungen zu sehen wie anderswo.“
Die Gründe dafür gehen auf geologische Kräfte zurück, die Nordamerika damals umgestalteten. Etwa 20 Millionen Jahre vor der uralten globalen Erwärmung hatte der Aufstieg der Rocky Mountains Flüsse in den nordwestlichen Golf von Mexiko umgeleitet – eine tektonische Verschiebung, die als Laramide-Hebung bekannt ist – und einen Großteil der Flüsse des Kontinents durch das heutige Texas und Louisiana in den Golf von Mexiko leitete Die tieferen Gewässer des Golfs.
Als die globale Erwärmung einsetzte und Nordamerika heißer und feuchter wurde, spritzten die regengefüllten Flüsse Nährstoffe und Sedimente in das Becken und lieferten reichlich Nährstoffe für Phytoplankton und andere Nahrungsquellen für die Strahlentierchen.
Die Ergebnisse bestätigen auch, dass der Golf von Mexiko mit dem Atlantischen Ozean verbunden blieb und der Salzgehalt seiner Gewässer nie Extreme erreichte – eine Frage, die bisher offen geblieben war. Laut Phillips bestätigt allein die Anwesenheit von Radiolarien – die nur in nährstoffreichem Wasser gedeihen, das nicht salziger ist als das heutige Meerwasser –, dass die Gewässer des Golfs nicht zu salzig geworden sind. Cunningham fügte hinzu, dass der organische Gehalt der Sedimente weiter von der Küste entfernt abnahm, ein Zeichen dafür, dass vom Atlantik angetriebene tiefe Strömungen den Beckenboden fegten.
Die Forschung datiert genau eng verwandte geologische Schichten in der Wilcox-Gruppe (eine Reihe von Gesteinsschichten, die ein wichtiges Erdölsystem beherbergen), eine Leistung, die bei den Bemühungen helfen kann, unentdeckte Öl- und Gasreserven in gleichaltrigen Formationen zu finden. Gleichzeitig sind die Ergebnisse wichtig für Forscher, die die Auswirkungen der heutigen globalen Erwärmung untersuchen, da sie zeigen, wie sich das Wasser und die Ökologie des Golfs während einer sehr ähnlichen Periode des Klimawandels vor langer Zeit verändert haben.
Die Studie stellte geologische Proben aus 36 Industriebohrungen im Golf von Mexiko sowie eine Handvoll wissenschaftlicher Bohrexpeditionen zusammen, darunter die von UT Austin geleitete Untersuchung des Asteroideneinschlags von Chicxulub im Jahr 2016, die zum Aussterben von Nicht-Vogel-Dinosauriern führte.
Für John Snedden, Co-Autor der Studie und leitender Forschungswissenschaftler bei UTIG, ist die Studie ein perfektes Beispiel dafür, wie Industriedaten verwendet werden, um wichtige wissenschaftliche Fragen zu beantworten.
„Der Golf von Mexiko ist ein enormes natürliches Archiv der geologischen Geschichte, das auch sehr genau untersucht wird“, sagte er. „Wir haben diese sehr robuste Datenbank verwendet, um eines der höchsten thermischen Ereignisse in der geologischen Aufzeichnung zu untersuchen, und ich denke, sie hat uns einen sehr nuancierten Einblick in eine sehr wichtige Zeit in der Erdgeschichte gegeben.“
Robert Cunningham et al, Produktivitäts- und organische Kohlenstofftrends durch die Wilcox-Gruppe im tiefen Golf von Mexiko: Beweise für die Belüftung während des Paläozän-Eozän-Thermalmaximums, Meeres- und Erdölgeologie (2022). DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2022.105634