Ein mysteriöser 27,5-Millionen-Jahre-Zyklus könnte die größten Katastrophen der Erde erklären

Massenaussterben, gewaltige Vulkanausbrüche und Zeiträume, in denen die Ozeane einen Großteil ihres Sauerstoffs verloren, mögen auf den ersten Blick als voneinander unabhängige Ereignisse erscheinen. Eine neue Studie legt jedoch nahe, dass diese bedeutenden Ereignisse in der Erdgeschichte durch ein bemerkenswertes Muster miteinander verbunden sein könnten, das sich etwa alle 27,5 Millionen Jahre wiederholt.

Die in der Fachzeitschrift Evolving Earth veröffentlichte Studie greift eine Hypothese wieder auf, die seit Jahrzehnten für Diskussionen unter Geologen sorgt. Diese Idee tauchte erstmals in den 1980er Jahren auf, als mehrere Studien die These aufstellten, dass einige der bedeutendsten Ereignisse in der Erdgeschichte nicht gänzlich zufällig stattfanden, sondern einem Zyklus folgten, der sich über mehrere zehn Millionen Jahre erstreckte. Seitdem wurde diese Theorie gleichermaßen angefochten wie verteidigt.

Nun hat der Geologe Michael Rampino von der New York University die Beweislage unter Verwendung aktualisierter geologischer Zeitskalen und präziserer statistischer Methoden erneut untersucht. Seinen Erkenntnissen zufolge steht die Existenz dieses Zyklus nicht nur nach wie vor im Einklang mit den vorliegenden Beweisen, sondern die Argumente dafür haben sich im Laufe der Zeit sogar noch verstärkt.

Eine Analyse, die sich über 260 Millionen Jahre geologischer Geschichte erstreckt

Für die Durchführung der Studie wertete Rampino bereits veröffentlichte geologische Datenbanken aus, die Aufzeichnungen zu 89 bedeutenden Ereignissen aus den letzten 260 Millionen Jahren enthielten.

Der Datensatz umfasst marine Massensterben, Zeiträume, in denen die Ozeane fast vollständig sauerstofffrei waren, massive Basaltflut-Eruptionen auf den Kontinenten, globale Schwankungen des Meeresspiegels, das Aussterben von Landwirbeltieren, Veränderungen der Geschwindigkeit der Meeresbodenausbreitung sowie Phasen verstärkter vulkanischer Aktivität innerhalb der tektonischen Platten.

Bei der gemeinsamen Auswertung all dieser Informationen zeigte sich erneut dasselbe vorherrschende Muster von etwa 27,5 Millionen Jahren. Die Ergebnisse brachten zudem ein deutlich schwächeres sekundäres Signal mit einer Periodizität von etwa 8,9 Millionen Jahren zum Vorschein.

Die Studie legt nicht nahe, dass eine bestimmte Art von geologischer Katastrophe direkt eine andere verursacht. Vielmehr wird darin die These aufgestellt, dass verschiedene Systeme der Erde möglicherweise in regelmäßigen Abständen auf denselben zugrunde liegenden Mechanismus reagieren, der sich über extrem lange Zeiträume erstreckt.

Was könnte diesen Rhythmus bestimmen?

Die Erklärung ist nach wie vor unklar, obwohl Forscher verschiedene Möglichkeiten untersuchen.

Eine Hypothese verweist auf Vorgänge tief im Erdinneren. Der Erdmantel befindet sich durch extrem langsame Konvektionsströmungen in ständiger Bewegung. Periodische Veränderungen dieser Zirkulation oder das Aufsteigen großer Plumes aus heißem Material aus den Tiefen des Planeten könnten die vulkanische Aktivität, die Bewegungen der tektonischen Platten und die Gebirgsbildung beeinflussen.

Eine weitere Möglichkeit sind sehr langfristige Schwankungen der Erdumlaufbahn. Diese Veränderungen können das Klima und den Meeresspiegel beeinflussen und dazu führen, dass enorme Mengen an Wasser, Eis und Sedimenten über die Erdoberfläche verteilt werden. Laut Rampino könnten diese Verschiebungen der Oberflächenbelastung die auf die Erdkruste und den oberen Mantel einwirkenden Spannungen geringfügig verändern und bestimmte tektonische und vulkanische Prozesse begünstigen.

Wissenschaftler untersuchen zudem kosmische Erklärungsansätze

Die Studie befasst sich zudem mit eher spekulativen Szenarien, die mit der Position des Sonnensystems innerhalb der Milchstraße zusammenhängen.

Da das Sonnensystem den Mittelpunkt der Galaxie umkreist, durchquert es in regelmäßigen Abständen die galaktische Ebene. Einige Forscher vermuten, dass diese Durchquerungen die weit entfernte Oortsche Wolke durch Gravitationskräfte stören könnten, wodurch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass große Kometen in das innere Sonnensystem abgelenkt werden, und somit auch die Gefahr von Einschlägen auf der Erde zunimmt.

Rampino erörtert zudem eine Hypothese, die mit dunkler Materie zusammenhängt. Sollte dunkle Materie in der Nähe der galaktischen Ebene stärker konzentriert sein, könnten bei diesen Durchquerungen geringe Mengen davon in der Erde eingeschlossen werden und über Millionen von Jahren hinweg zu einer leichten Zunahme der inneren Erwärmung führen. Er räumt jedoch ein, dass es derzeit keine direkten Belege gibt, die einen dieser Mechanismen stützen, weshalb sie nach wie vor höchst umstritten sind.

Große Asteroideneinschläge wurden in der statistischen Hauptanalyse nicht berücksichtigt. Der Forscher weist jedoch darauf hin, dass das Alter einiger der größten bekannten Einschlagkrater offenbar mit dem vorgeschlagenen 27,5-Millionen-Jahre-Zyklus übereinstimmt. Dennoch geht er nicht so weit, einen direkten kausalen Zusammenhang zu vermuten.

Derzeit ist die Existenz dieses vermuteten geologischen Rhythmus noch ungeklärt. Die geologischen Aufzeichnungen sind unvollständig, und die Datierung sehr alter Ereignisse wird umso unsicherer, je weiter die Forscher in die Vergangenheit zurückblicken. Zudem können statistische Analysen manchmal Muster aufzeigen, die verschwinden, sobald neue Daten vorliegen.

Dennoch argumentiert Rampino, dass das Fortbestehen dieses Signals über Jahrzehnte der Forschung hinweg in Verbindung mit immer umfassenderen geologischen Datensätzen eine weitere Untersuchung dieser Hypothese rechtfertigt. Sollten zukünftige Studien diese bestätigen, könnten die größten Katastrophen der Erdgeschichte nicht mehr als isolierte Ereignisse betrachtet werden, sondern als periodischer Ausdruck tiefer geologischer Prozesse, die den Planeten seit Hunderten von Millionen Jahren geprägt haben.