Neue Studie zeigt: Vulkanische Mega-Eruptionen prägten das Klima vor dem Aussterben der Dinosaurier

Ein internationales Forscherteam konnte nachweisen, dass massive Vulkanausbrüche vor 66 Millionen Jahren das Klima drastisch beeinflussten. Demzufolge könnten solche Ereignisse zur globalen Umweltveränderung und zum Massenaussterben beigetragen haben.

Mächtige Basaltgesteinsabfolgen der westindische Dekkan-Trapp-Vulkangesteine. Bild: Blair Schoene/Princeton University

Im Laufe von Millionen Jahren durchläuft die Erde etliche Klimaveränderungen. Diese werden sowohl durch innere Prozesse wie Vulkanausbrüche als auch durch externe Faktoren wie Schwankungen der Erdumlaufbahn – und damit der Sonneneinstrahlung – beeinflusst. Ein internationales Forscherteam hat nun geologische Klimaaufzeichnungen neu geordnet und konnte damit die Klimadynamik vor dem Aussterben der Dinosaurier neu bewerten.

„Wir nutzen die rhythmischen Änderungen in der Sonneneinstrahlung, die in geologischen Daten aufgezeichnet sind, wie ein Metronom, um die Klimaarchive zu synchronisieren, also in der zeitlichen Abfolge zu parallelisieren.“
Thomas Westerhold vom MARUM, Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, an der Universität Bremen

Die in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, wie massive vulkanische Eruptionen das Klima vor rund 66 Millionen Jahren prägten. Untersuchungsgegenstand waren Bohrkerne aus Meeresbodenablagerungen aus dem Südatlantik und dem Nordwestpazifik, die mit einer Genauigkeit von bis zu 5000 Jahren datiert wurden. „Das ist geologisch betrachtet nur ein Augenzwinkern“, so Thomas Westerhold vom MARUM, Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, an der Universität Bremen, Erstautor der Studie.

Zwei vulkanische Ereignisse globalen Ausmaßes

Die Analyse der Klimaarchive deute auf zwei bedeutende klimatische Umwälzungen im späten Maastrichtium vor 66 bis 67 Millionen Jahren hin, die mit den gewaltigen Eruptionen der westindischen Dekkan-Trapp-Basalte zusammenzufallen scheinen.

Die gigantischen Basalte werden als Large Igneous Province (Große Magmatische Provinz) bezeichnet, weil bei ihnen weite Landstriche mit Lava überflutet wurden. In der Erdgeschichte werden sie mit Massenaussterbeereignissen in Verbindung gebracht, für das vornehmlich die Freisetzung von vulkanischen Gasen wie Kohlenstoff und Schwefeldioxid während der Bildung von Flutbasalt verantwortlich war.

Koautor Junichiro Kuroda von der Universität Tokio untersuchte die Osmium-Isotopen-Zusammensetzung in marinen Ablagerungen. „Die Bildung von Flutbasalten hinterlässt einen chemischen Fingerabdruck in den Ozeanen“, so Kuroda. Die Forscher fanden zwei Phasen mit markanten Isotopenveränderungen, die mit den Hauptausbrüchen der Dekkan-Trapps übereinstimmten.

Unterschiedliche Auswirkungen der Vulkanausbrüche

Noch überraschender war die Erkenntnis, dass die beiden vulkanischen Phasen unterschiedliche Effekte auf Umwelt und Klima hatten. „Die Fossilien in den Bohrkernen zeigen, dass die beiden Ereignisse nicht dieselben Folgen für die Lebewelt hatten“, so Westerhold. Mithilfe geochemischer Modellierungen konnten die Forschenden diese Unterschiede erklären.

„Zum Einen muss die Menge an Flutbasalt in der frühen Phase des Dekkan Trapp-Vulkanismus größer gewesen sein als bisher angenommen. Zum anderen zeigen die Daten und Modellierungen, dass die Flutbasaltausbrüche vermutlich verschiedene Phasen durchlaufen haben, bei denen es zu unterschiedlich starken Kohlenstoff- und Schwefeldioxid-Emissionen kam. Die haben dann unterschiedliche Effekte auf das globale Klimasystem und die Organismen.“
Don Penman, Verantwortlicher für die geochemische Modellierung, Utah State University

Besonders in der Anfangsphase vor rund 66,3 Millionen Jahren könnte ein schwefelreicher Ausbruch massive Umweltveränderungen verursacht haben. Die Studie legt nahe, dass diese vulkanischen Ereignisse das Ökosystem erheblich unter Druck setzten und damit indirekt zur globalen Krise am Ende der Kreidezeit beitrugen.

Das MARUM an der Universität Bremen widmet sich der Erforschung des Ozeans und seines Einflusses auf das Erdsystem. Die gewonnenen Daten sollen insgesamt dazu beitragen, die Zusammenhänge zwischen Geologie und Klimaentwicklung besser zu verstehen. Die Erkenntnisse zeigen, wie sich große vulkanische Ereignisse langfristig auf das Klima und die Biosphäre ausgewirkt haben können – ein Wissen, das angesichts des heutigen Klimawandels von besonderer Bedeutung ist.

Quellenhinweis:

Westerhold, T., Dallanave, E., Penman, D., Schoene, B., Röhl, U., Gussone, N., & Kuroda, J. (2025): Earth Orbital Rhythms links Timing of Deccan Trap Volcanism Phases and Global Climate Change. Science Advances.