Während des frühen Mitteldevons befand sich in der Nähe des Südpols eine große Landmasse namens Gondwana, die Teile des heutigen Afrikas, Südamerikas und der Antarktis umfasste. Im Gegensatz zu den heutigen eisigen Bedingungen war das Klima wärmer und der Meeresspiegel höher, was den größten Teil des Landes überschwemmte.
Die Malvinoxhosan-Biota war eine Gruppe von Meerestieren, die in kühleren Gewässern gediehen. Dazu gehörten verschiedene Arten von Schalentieren, von denen viele heute ausgestorben sind.
„Der Ursprung und das Verschwinden dieser Tiere blieben fast zwei Jahrhunderte lang ein Rätsel“, sagt Dr. Cameron Penn-Clarke, Erstautor von eine neue Studie mit dem Titel „The Rise and Fall of the Malvinoxhosan (Malvinokaffric) Bioregion in South Africa: Evidence for Early-Middle Devonian biocrises at the South Pole“, veröffentlicht in Geowissenschaftliche Rezensionen.
Die Forscher sammelten und analysierten eine große Menge an Fossiliendaten. Sie verwendeten fortschrittliche Datenanalysetechniken, um Schichten alten Gesteins anhand der darin gefundenen Fossilientypen zu sortieren. Stellen Sie sich vor, Sie würden die Schichten eines Kuchens mit jeweils unterschiedlichen Zutaten durchgehen. Anschließend identifizierten sie mindestens 7 bis 8 verschiedene Schichten, in denen im Laufe der Zeit immer weniger Arten von Meerestieren vorkommen. Diese Ergebnisse wurden dann mit der Veränderung der Umwelt und des Meeresspiegels sowie mit globalen Temperaturaufzeichnungen aus dieser antiken Zeit verglichen.
Sie fanden heraus, dass diese Meerestiere mehrere Phasen mit abnehmender Zahl verschiedener Arten durchliefen, die mit Veränderungen des Meeresspiegels und des Klimas korrelierten. Es war ein schwieriger Prozess.
„Diese Forschung hat etwa 12 bis 15 Jahre gedauert und es war keine leichte Reise“, teilt Dr. Penn-Clarke mit. „Nur durch beharrliche Beharrlichkeit und Beharrlichkeit konnte ich die unterschiedlichen Herausforderungen meistern.“
Ihre Forschung legt nahe, dass die Malvinoxhosan-Biota während einer langen Phase der globalen Abkühlung überlebt hat. Dr. Penn-Clarke führt aus: „Wir glauben, dass kühlere Bedingungen die Entstehung zirkumpolarer thermischer Barrieren – im Wesentlichen Meeresströmungen in der Nähe der Pole – ermöglichten, die diese Tiere isolierten und zu ihrer Spezialisierung führten.“
Als sich das Klima wieder erwärmte, verschwanden diese Tiere. Sie wurden durch allgemeinere Meeresarten ersetzt, die gut an wärmere Gewässer angepasst sind. Verschiebungen des Meeresspiegels während der Früh- und Mitteldevonzeit zerstörten wahrscheinlich die natürlichen Meeresbarrieren, die das Wasser am Südpol kühler gehalten hatten. Dadurch konnte wärmeres Wasser aus Regionen, die näher am Äquator liegen, einströmen, was den Weg für die Einwanderung von Meerestieren, die unter wärmeren Bedingungen gedeihen, in diese Gebiete bereitete.
Infolgedessen übernahmen diese Warmwasserarten nach und nach die Oberhand, was zum Rückgang und schließlich zum Verschwinden der spezialisierten Malvinoxhosan-Meerestiere mit kühlem Wasser führte.
Das Aussterben der Malvinoxhosan-Biota führte zu einem völligen Zusammenbruch der polaren Ökosysteme, da sich die Artenvielfalt in diesen Regionen nie erholte.
„Dies deutet auf einen völligen Zusammenbruch der polaren Umgebungen und Ökosysteme hin, bis zu dem Punkt, dass sie sich nie mehr erholen könnten“, fügt Dr. Penn-Clarke hinzu. Er vergleicht diese Forschung mit einer Partie Cluedo.
Es ist ein 390 Millionen Jahre alter Krimi. „Wir wissen jetzt, dass die kombinierten Auswirkungen von Änderungen des Meeresspiegels und der Temperatur der wahrscheinlichste Beweis für dieses Aussterben waren“, stellt er fest. Es ist noch nicht bekannt, ob dieses Aussterben mit gleichzeitig bekannten Aussterben in Zusammenhang stehen kann Zeit anderswo im Früh-Mittel-Devon, da die Forscher einfach keine wirklich guten Schlussfolgerungen über das Alter haben. Das Rätsel vertieft sich noch weiter und ist noch lange nicht gelöst.
Interessanterweise wurde in Südamerika ein ähnlicher Rückgang der Artenvielfalt beobachtet, der durch Veränderungen des Meeresspiegels gesteuert wird. Dies deutet auf ein umfassenderes Muster von Umweltveränderungen hin, die sich in diesem Zeitraum auf die Südpolarregion auswirken, und unterstreicht die Verwundbarkeit polarer Ökosysteme, auch in der Vergangenheit.
„Diese Forschung ist wichtig, wenn wir die Biodiversitätskrise bedenken, mit der wir heute konfrontiert sind“, sagt Dr. Penn-Clarke. „Es zeigt die Empfindlichkeit polarer Umgebungen und Ökosysteme gegenüber Veränderungen des Meeresspiegels und der Temperatur. Alle auftretenden Veränderungen sind leider dauerhaft.“
Mehr Informationen:
Cameron R. Penn-Clarke et al., Der Aufstieg und Fall der Bioregion Malvinoxhosan (Malvinokaffric) in Südafrika: Hinweise auf frühmitteldevonische Biokrisen am Südpol, Geowissenschaftliche Rezensionen (2023). DOI: 10.1016/j.earscirev.2023.104595