Warum finden wir so viel Bernstein in Kreidegesteinen?

Was würde ein Reisender aus der Zukunft denken, wenn er eines Tages die Gesteine ​​analysieren könnte, die sich derzeit auf dem Planeten bilden? Sicherlich würde diese Person einige Plastikfragmente finden und sich fragen, warum dieses Material in Gesteinen eines bestimmten Alters auf der Erde so häufig vorkommt. Dies ist die gleiche Frage, die sich Geologen und Paläontologen gestellt haben, nachdem sie viele Jahre lang ein anderes Material untersucht haben: Bernstein, das versteinerte Harz aus der Kreidezeit, das uns hilft, die von Dinosauriern bewohnten Wälder zu rekonstruieren.

Wir kennen den Grund für die Fülle an Kunststoffen in den heutigen Ökosystemen, „aber wir können die natürlichen Ursachen, die die Produktion großer Mengen Harz in der Kreidezeit erklären würden, nur abschätzen“, sagt Xavier Delclòs, Professor an der Fakultät für Geowissenschaften von der Universität Barcelona und Erstautor eines in der Zeitschrift veröffentlichten Artikels Geowissenschaftliche Rezensionen das sich mit diesem Rätsel der modernen Paläontologie befasst.

„Die Geschichten über Plastik und fossile Harze sind sehr unterschiedlich, aber eines haben sie gemeinsam: die Neugier, die mit der Beobachtung einhergeht, dass irgendwann in der Erdgeschichte ein neues und relevantes Phänomen entstand und in Gesteinen aufgezeichnet wurde“, sagt Delclòs, Mitglied von die Abteilung für Erd- und Ozeandynamik und das Biodiversitätsforschungsinstitut (IRBio) der UB.

„Bernstein und insbesondere seine Fülle wären von geringem Interesse, wenn er nicht in seinem Inneren viele Organismen enthalten würde, die in den Wäldern der Vergangenheit lebten, die als Fossilien perfekt erhalten geblieben sind und uns heute das Wissen ermöglichen „Die Wälder der Kreidezeit mit einem Detail, das manchmal unwirklich erscheint“, sagt Enrique Peñalver, Co-Autor der Studie und Mitglied des Geologischen und Bergbauinstituts von Spanien, einem nationalen Zentrum des spanischen Nationalen Forschungsrats (CN IGME-CSIC). ).

Wie entstanden die großen Bernsteinvorkommen?

Die Kreidezeit, ein Zeitraum von vor 145,5 bis 66 Millionen Jahren, stellt eine Zeit raschen evolutionären Wandels und der Diversifizierung der Organismen dar. Heutzutage sind die vorherrschenden Bedingungen, die in der Kreidezeit die Massenbildung reichlicher Harzvorkommen auf dem ganzen Planeten ermöglichten, nicht mehr gegeben, und es ist auch nicht bekannt, warum es zur Zeit der Dinosaurier eine so extrem reichliche Harzproduktion gab.

„Etwa 54 Millionen Jahre lang und zum ersten Mal in der Erdgeschichte kam es zu einer Massenproduktion von Harz durch Pflanzen, und wir wissen immer noch nicht, warum“, betonen Delclòs und Peñalver. „Es wurden nie Produktionsmengen erreicht, die zur Bildung fossiler Harzvorkommen dessen, was wir heute als Bernstein kennen, hätten führen können. Vom Barremium bis zum Kampanium und dank der auf dem Planeten herrschenden Bedingungen konnten bestimmte Gruppen von Nadelbäumen große Vorkommen erzeugen fossiles Harz, das ein echtes Fenster zu den Ökosystemen der Vergangenheit öffnet und heute sehr wichtige paläobiologische Informationen liefert. Wir haben diese Zeitspanne das Cretaceous Resinous Interval (CREI) genannt.

Die Bildung großer Bernsteinvorkommen erfordert die Existenz von Bäumen mit der Fähigkeit, viel Harz zu produzieren. Während der Kreidezeit konnten nur Gymnospermen – z. B. Nadelbäume –, die evolutionär älter als Blütenpflanzen sind, Harz produzieren. Darüber hinaus musste das Harz in einer Sedimentumgebung ohne Sauerstoff eingeschlossen werden, um es für Millionen von Jahren zu konservieren. Aber welche Umwelt- oder biologischen Faktoren könnten eine solche Harzproduktion in der Kreidezeit beeinflusst haben?

„Unsere Studie zeigt, dass Nadelwälder während der Kreidezeit weit über den gesamten Planeten verteilt waren. Diese während des CREI entstandenen Bernsteinvorkommen hatten folgende Merkmale gemeinsam: hohe Harzproduktion ausschließlich durch Nadelbäume; das Vorhandensein von Fusain, einem Material, das aus verbranntem Pflanzenmaterial gewonnen wird Waldbrände; in Bernstein konservierte Fossilien, die einer ähnlichen Fauna und Flora in verschiedenen Lagerstätten entsprechen; und Harzansammlung in Übergangssedimentumgebungen unter subtropischen und gemäßigten Paläoklimaten, die mit dem Beginn von Phasen des Meeresspiegelanstiegs zusammenfallen“, erklären die Autoren.

Die Studie zeigt auch, dass die Massenproduktion von Harz während des CREI weder kontinuierlich noch überall gleich war: Es gab Zeiten höherer und niedrigerer Produktion. An der Studie, die von einer großen multidisziplinären Expertengruppe durchgeführt wurde, ist die Beteiligung von Ricardo Pérez de la Fuente vom Oxford University Museum (Vereinigtes Königreich) besonders hervorzuheben.

Ein offenes Fenster zur verschwundenen Welt der Kreidezeit

Von Paläontologen an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt geborgene Bernsteinstücke liefern neue Einblicke in die Kreidezeit. In dieser Zeit entstanden große terrestrische Ökosysteme, die von Angiospermen – Blütenpflanzen – und vielen Evolutionslinien heutiger Organismen dominiert wurden. Die Verteilung der Kontinente und Meeresströmungen veränderte sich, das Klima war wärmer und feuchter als heute und der Meeresspiegel stieg um mehr als 200 Meter über die heutigen Küstenlinien.

„In der Atmosphäre gab es aufgrund des intensiven Vulkanismus hohe Mengen an Kohlendioxid (CO2), aber auch an Sauerstoff (O2) aufgrund der großen Ausdehnung der Wälder in jetzt von Eis bedeckte Breiten, eine Eigenschaft, die auch großflächige Brände begünstigt.“ “ Anmerkung von Delclòs und Peñalver.

Dies ist die globale Landschaft und Umwelt, die die Erde während eines Großteils der Kreidezeit dominierte. Die Umweltfaktoren bestimmten das Leben und die Entwicklung der auf dem Planeten existierenden Organismen, insbesondere der terrestrischen Organismen, von den kleinsten bis zu den großen Dinosauriern, sowie die Beziehungen zwischen den verschiedenen Arten.

In diesem Szenario stellt sich der CREI als globales Phänomen dar, mit Bernsteinaufschlüssen, die überall während der Kreidezeit verteilt waren und sich insbesondere auf Laurasia und den nördlichen Rand von Gondwana konzentrierten. Umweltfaktoren könnten sich auf globaler Ebene ausgewirkt haben, während biologische Faktoren – Interaktion zwischen Pflanzen und Arthropoden usw. – möglicherweise auf regionaler Ebene gewirkt haben.

„CREI stellt ein großartiges Fenster zu einer verschwundenen Welt dar, in den Anfängen moderner Ökosysteme, die von Blütenpflanzen dominiert werden, in denen Dinosaurier lebten und in denen sich die Abstammungslinien der ersten Vögel und Säugetiere entwickelten. Die Untersuchung dieser Zeit ermöglicht es uns, viele Daten von höchster wissenschaftlicher Qualität zu erhalten.“ Interesse an phylogenetischen Beziehungen, ausgestorbenen Organismen, dem Beginn von Verhaltensweisen, die wir heute in vielen Gruppen erkennen können, intra- und interspezifischen Beziehungen ausgestorbener Organismen (Parasitismus, Bestäubung, elterliche Fürsorge, Schwärmen, Forstwirtschaft, Fortpflanzung usw.) der Bewohner von einer terrestrischen Umgebung – dem Wald –, die normalerweise nicht versteinert sind“, schlussfolgern die Experten.