Artenvielfalt durch globale Abkühlung – neue Hypothese zur Kambrischen Explosion

Mit Beginn des Kambriums vor ungefähr 542 Millionen Jahren entwickelte sich explosionsartig die Artenvielfalt auf der Erde. Diese so genannte Kambrische Explosion ist eine der markantesten Entwicklungsphasen in der Erdgeschichte. Wissenschaftler vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung veröffentlichten in der aktuellen Ausgabe der Geophysical Research Letters eine neue Hypothese zu den Ursachen dieses abrupten biologischen Wandels.

Nach Werner von Bloh, Christine Bounama und Siegfried Franck vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) löste die allmähliche Abkühlung des Klimas zu Beginn des Kambriums den plötzlichen Entwicklungsschub aus. Die globale Oberflächentemperatur sank und erreichte einen Schwellenwert, ab dem sich komplexe mehrzellige Lebensformen entwickeln konnten, die wiederum selbst aktiv ihre Umweltbedingungen beeinflusst haben. Dieser sich selbst verstärkende Prozess verursachte die abrupte Änderung in der biologischen Welt: von vorwiegend einfach organisierten zu mehrzelligen Lebewesen. Es tauchten fast alle heutigen Tierstämme auf, wobei der Trilobit (Dreilappkrebs) das bekannteste Fossil dieser Zeit ist.

Zur Darstellung dieser Zusammenhänge nutzten die Forscher ein bereits entwickeltes Erdsystemmodell, das die Wechselwirkungen zwischen der Geosphäre und der Biosphäre in geologischen Zeiträumen beschreibt. Sie betrachteten die allmähliche Abkühlung als den Auslöser der Kambrischen Explosion und untersuchten dann die Stabilität des Erdsystems gegenüber einem plötzlichen Absinken der globalen Oberflächentemperatur vor der Kambrischen Ära. Dabei stellten sie fest, dass gerade am Ende des Präkambriums geringe Temperaturänderungen ausgereicht hätten, um das Einsetzen der Kambrischen Explosion vorzudatieren. Solche Temperaturänderungen könnten zum Beispiel durch das Auseinanderbrechen eines Superkontinentes oder durch einen gigantischen Einschlag eines riesigen Kometen oder Asteroiden verursacht werden. Eine endgültige Antwort auf die Frage, weshalb es zur Kambrischen Explosion gerade vor 542 Millionen Jahren kam, können die PIK-Wissenschaftler noch nicht liefern. Ihre neue Hypothese wird aber dazu beitragen, die komplexen Prozesse im sich selbst regulierenden Erdsystem besser zu verstehen.

Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) wurde 1992 gegründet und beschäftigt 121 Wissenschaftler. Seine Forschungen zu Klimawandel, Klimafolgen und nachhaltiger Entwicklung sind international anerkannt. Das PIK gehört zur Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz (WGL).

Kontakt:

Dr. Werner von Bloh, werner.von.bloh@pik-potsdam.de, Tel. 0331-288-2603
Christine Bounama, christine.bounama@pik-potsdam.de, Tel. 0331-288-2659
Prof. Dr. Siegfried Franck, siegfried.franck@pik-potsdam.de, Tel. 0331-288-2659