Studie zeigt, dass Waldbrände einst das Artensterben in Südkalifornien vorangetrieben haben; wird es wieder passieren?

Vor Zehntausenden von Jahren, vor dem Ende der letzten Eiszeit, durchstreiften riesige Herden von Säbelzahnkatzen, Riesenfaultieren, amerikanischen Kamelen und anderen fantastischen Tieren Südkalifornien.

Dann waren sie weg. Der Schuldige hinter ihrem Verschwinden wurde nie identifiziert.

Wissenschaftler haben im Laufe der Jahrzehnte Theorien verbreitet – ein Mangel an Beute für Fleischfresser, Überjagung durch räuberische Menschen –, doch keine hat vollständig erklärt, warum sich das Ökosystem hier am Ende des Pleistozäns, vor etwa 13.000 Jahren, so dramatisch veränderte.

In einer großen neuen Studie verwendeten Forscher Knochenbündel aus den Teergruben von La Brea, alten Schlamm vom Grund des Lake Elsinore und eine Reihe anderer Beweise, um die archäologischen Aufzeichnungen der Region zusammenzustellen. Die Ergebnisse wurden am Donnerstag in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftzeichnen ein erstaunlich detailliertes Bild der Ereignisse, die zum Verschwinden der Tiere führten.

Die Ergebnisse sind verblüffend, sowohl wegen der Klarheit der Beweise als auch wegen ihrer beunruhigenden Ähnlichkeiten mit der heutigen ökologischen Krise.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die großartigen Säugetiere der Eiszeit mit schockierender Geschwindigkeit verschwanden, als eine Periode warmer, trockener Klimabedingungen mit der Ankunft der Menschen und eines Werkzeugs zusammenfiel, das sie nur schwer eindämmen konnten: Feuer.

Selbst mit nur einem winzigen Bruchteil der heutigen Bevölkerung und unendlich schwächeren Werkzeugen brauchten die ersten menschlichen Bewohner der Region weniger als 200 Jahre, um die Landschaft Südkaliforniens völlig zu verändern. Brände, die sie verursachten, aber nicht kontrollieren konnten, führten zum raschen Aussterben von Arten, die das Land jahrtausendelang beherrscht hatten, und veränderten das Ökosystem grundlegend von einem prähistorischen Waldland zu dem Chaparral, wie wir es heute kennen.

Emily Lindsey, Kuratorin an den Teergruben von La Brea und leitende Autorin der Studie, sagte, die Botschaft zum Mitnehmen sei klar.

„Menschen waren für diese Brände verantwortlich, und die Brände fallen genau mit dem vollständigen Verschwinden der Megafauna aus der Umwelt zusammen“, sagte sie. „Sie gehen weg und kommen nie wieder zurück.“

Wissenschaftler, die nicht an der Forschung beteiligt waren, sagten, sie biete das bislang umfassendste Bild der ersten vom Menschen verursachten Umweltkatastrophe in Kalifornien und biete wertvolle Einblicke in die Richtung, in die sich unsere aktuelle Katastrophe entwickeln könnte.

„Dieses Papier vermittelt ein Bild davon, wie der Klimawandel Ökosysteme vollständig verändern kann“, sagte Jarmila Pittermann, Pflanzenphysiologin an der UC Santa Cruz, die sich mit Aussterben befasst. „Es ist überaus überzeugend und eine gewaltige Warnung an uns alle.“

Die Studie begann mit dem Versuch, mithilfe der Radiokarbondatierung das Alter einiger Hundert der etwa 3,5 Millionen Knochen zu bestimmen, die im Laufe der Jahre in den Teergruben von La Brea ausgegraben wurden. Im Gegensatz zu anderen Fossilisierungsmethoden, bei denen organisches Material im Laufe der Zeit durch Sedimente ersetzt wird, bewahrt Teer das Kollagen eines Knochens, was für die Ermittlung einer genauen Radiokarbondatierung förderlicher ist.

Aufgrund der Beschaffenheit der Teergruben lässt sich leicht feststellen, welche Tiere dort gestorben sind, es ist jedoch schwieriger zu wissen, wann sie gestorben sind. Viele Gruben waren über Jahrtausende hinweg aktiv und schlossen unzählige Tiere ein, deren Überreste durcheinander lagen.

Jeder Knochen in der Sammlung des Mid-Wilshire Museums ist mit dem Datum und der Grubennummer des Fundorts versehen. Als die Forscher begannen, Fossilien aus Grube 61/67 zu untersuchen, machten sie eine überraschende Entdeckung: Die Grube war in den Jahren des Massenaussterbens aktiv gewesen.

Exemplare, die älter als 13.000 Jahre sind, stammten von einer Vielzahl von Tieren, die einst in Südkalifornien verbreitet waren: Säbelzahnkatzen, Schreckenswölfe, Westernpferde, Bisons und Kojoten.

Aber nach der 13.000-Jahre-Marke verschwand diese Vielfalt, sagte Regan Dunn, Kuratorin der Teergruben und Mitautorin der Studie. Die einzigen großen Säugetierknochen, die seitdem in der Grube gefunden wurden, stammten von Kojoten, den Vorfahren der schlauen Eckzähne, die noch heute durch die Hügel streifen. („Sie sind Überlebende. Sie können sich an verschiedene Umgebungen anpassen“, erklärte Dunn.)

Die Teergruben bieten einen bemerkenswert vollständigen Querschnitt des damaligen Lebens und bewahren Vögel, kleine Reptilien, Insekten, Pflanzen und sogar Pollen, die zusammen mit größeren Säugetieren in den Dreck fielen. Leider erkannten Wissenschaftler erst in den späten 1960er Jahren den Wert dieser Gabe und begannen, diese nicht von Säugetieren stammenden Fossilien bei Ausgrabungen zu konservieren.

Um herauszufinden, was zu dieser Zeit in der Umgebung vor sich ging, mussten Lindsey und Dunn woanders suchen: am Grund des Lake Elsinore.

Das Bett des Elsinore-Sees, einer der wenigen Süßwasserseen Südkaliforniens, bestehe aus Tausenden Schichten uralter Sedimente, die wie Seiten in einem Geschichtsbuch übereinander gestapelt seien, sagte Matthew Kirby, ein Paläoklimatologe am Cal State Fullerton, der an der Studie arbeitete .

In den letzten zwei Jahrzehnten hat Kirbys Team etwa 100 Fuß vertikalen Schlamm vom Seeboden gesammelt, der sich über etwa 33.000 Jahre angesammelt hat. Der Pollen in diesem Schlamm verrät uns, welche Pflanzenwelt in bestimmten Jahren vorherrschte. Größere Sandkörner deuten auf eine starke Regenzeit hin, die mehr Erde in den See geschwemmt hat, während Schichten mit höherem Salzgehalt auf trockeneres, heißeres Wetter hinweisen.

„Es ist wirklich erstaunlich, was man im Schlamm finden kann“, sagte Kirby.

Die Lake Elsinore-Daten, die Kirby und andere im Laufe der Jahre veröffentlicht hatten, zogen Wissenschaftler an, die das Geheimnis des früheren Klimas Kaliforniens entschlüsseln wollten. Eine von ihnen war Lisa N. Martinez, eine UCLA-Studentin, die sich für die Holzkohleflecken interessierte, die in den Schlammproben des Seegrundes auftauchten.

Sie schrieb ihre Masterarbeit 2020 über Hinweise auf im Schlamm vergrabene Feueraktivitäten. Es erregte die Aufmerksamkeit von Lindsey und Dunn, als sie die Klimaforschung zu dieser entscheidenden Zeit in der Geschichte Südkaliforniens durchforsteten.

Vor 13.200 Jahren zeigten die Schlammkerne eine minimale Feueraktivität, stellte Martinez fest. Aber dann „sehen wir eine beispiellose Feueraktivität“, sagte Martinez, jetzt Doktorand in Geographie an der UCLA und Mitautor der Studie. „Der Holzkohlevorrat nimmt um eine Größenordnung zu und bleibt dann für die nächsten paar hundert Jahre hoch.“

Die Forscher konnten dann ein Bild des ökologischen Zusammenbruchs erstellen, der sich allmählich und dann auf einmal ereignete.

Weltweit war der Zeitraum von vor 14.000 bis 13.000 Jahren ungewöhnlich warm und trocken. Die Lufttemperaturen in Südkalifornien stiegen durchschnittlich um 5,6 Grad Celsius (10 Grad Fahrenheit). Die Vegetation wurde zunehmend trockener.

Anders als die heutige Erwärmung, die größtenteils durch Treibhausgase verursacht wird, die durch menschliche Aktivitäten verursacht werden, war diese lange Erwärmungsphase ein natürliches Phänomen, eine von mehreren Klimaschwankungen in der späten Eiszeit.

Doch am Ende dieses langen Erwärmungszyklus war eine neue Variable am Tatort, die es in früheren Trockenperioden nicht gegeben hatte: der Mensch.

Die ältesten menschlichen Überreste, die bisher in Nordamerika entdeckt wurden, wurden auf den Kanalinseln vor der Küste von Santa Barbara gefunden und sind 13.000 Jahre alt. Forscher vermuten, dass ihre Populationen klein waren und die großen Säugetiere ihre menschlichen Nachbarn immer noch um bis zu 100 zu 1 übertreffen, sagte Lindsey.

Doch selbst eine bescheidene Anzahl von Menschen hat sich buchstäblich ihren Weg in die Geschichte gebrannt. Sobald Menschen am Tatort eintreffen, „gibt es plötzlich jede Menge Feuer in der Aufzeichnung“, sagte Lindsey.

Diese gewaltigen Brände hätten alles verändert, argumentieren die Forscher. Während sich ihre Zündquellen deutlich von den Stromleitungen und Auspuffrohren unterschieden, die heute oft Brände auslösen, verfügten unsere pleistozänen Vorfahren nur über wenige Werkzeuge, um einen Brand zu löschen, sobald er außer Kontrolle geriet.

Einst reichlich vorhandene Wacholder- und Eichenbäume vertrugen Trockenheit, hatten aber keine Abwehrkräfte gegen Feuer. Sie verschwanden und an das Feuer angepasste Kiefern und Chaparralbäume traten an ihre Stelle. In einer Landschaft ohne Schatten, Schutz und Verstecke wurden die Nahrungsketten unterbrochen. Ein heftiger Brand könnte den Wasserfluss verändert oder Migrationsrouten unterbrochen haben.

Den Fossilienfunden zufolge dauerte die gesamte Verwüstung kaum 200 Jahre.

„Dies ist das bedeutendste Aussterben, seit ein Meteor auf die Erde einschlug und alle großen Dinosaurier auslöschte. Es ist wahrscheinlich der erste Ausbruch der Aussterbekrise, in der wir uns heute befinden“, sagte Lindsey.

Die Autoren der Studie stellten die beunruhigenden Ähnlichkeiten zwischen dem Aussterben im späten Pleistozän und den heutigen Klimabedingungen im amerikanischen Westen fest: höhere Temperaturen, trockenere Vegetation und eine wachsende menschliche Bevölkerung, die sich nicht davon abhalten kann, Dinge in Brand zu setzen.

Die Ereignisse vor 13.000 Jahren zeigen, „was Menschen selbst im kleinen Maßstab leisten können. Vergrößert man das nun um viele Größenordnungen, ist diese Geschichte gewissermaßen eine Vision davon, wie unsere Zukunft aussehen könnte“, sagte Kirby. „Der Mensch beeinflusst das Klima, er beeinflusst die Ökologie, er beeinflusst das Feuerregime, genau wie wir es in der Vergangenheit gesehen haben – aber auf eine viel, viel bedeutendere Weise.“

Der gravierendste Unterschied zwischen damals und heute besteht darin, dass heute alle Faktoren, die zum Aussterben der eiszeitlichen Säugetiere führten, größer, schneller oder stärker sind.

Wir haben mehr Menschen und mehr Möglichkeiten, Feuer zu entfachen, als nur ein bescheidener Campingplatz oder eine brennende Fackel.

Das Klima erwärmt sich exponentiell schneller. Im späten Pleistozän dauerte es 1.000 Jahre, bis die Temperaturen um 5,6 Grad Celsius anstiegen. Im Anthropozän stiegen die Temperaturen in Kalifornien allein in den letzten 100 Jahren um fast 2 Grad Celsius.

Es ist nicht schwer, sich vorzustellen, dass viele Arten heute bald den Weg der Säbelzahnkatze einschlagen werden.

„Diese Studie ist ein großartiges Beispiel dafür, wie wir die Vergangenheit nutzen können, um die Zukunft vorherzusagen“, sagte Anthony Barnosky, ein Paläoökologe und emeritierter Professor an der UC Berkeley, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Was wir heute sehen – zunehmender menschlicher Druck in Verbindung mit dem Klimawandel, der ihn tatsächlich verursacht – ähnelt dieser Lektion aus der Vergangenheit über Steroide.“

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