Die Bedeutung von kontinentaler Verwitterung für das Massensterben an der Perm-Trias Grenze (WET)

• Antragstellerin: Professorin Dr. Simone A. Kasemann
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269895748

Kontinentale Verwitterung ist eine kritische Größe im Klimasystem der Erde und eine Schlüsselkomponente für Prozesse, die den Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre und den biogeochemischen Kreislauf beeinflussen. Die chemische Verwitterung kontinentaler Silikate verbraucht atmosphärisches Kohlendioxid und wirkt somit als Klimakontrollprozess. Darüber hinaus liefert die Verwitterung Karbonat- und Metallionen in die Weltmeere mit Auswirkungen auf den pH-Wert, die Alkalität und die Nährstoffversorgung der Ozeane. Die Entwicklung der Verwitterung über die Zeit und ihre Reaktion auf äußere Einflüsse, wie auf Klimaveränderungen, ist jedoch nicht gut verstanden. In Zeiten des Massensterbens, wo die Erde tiefgreifende Veränderungen in der Biosphäre durch extreme Umwelteinflüsse erfahren hat, wird die chemische Verwitterung oft als ein wichtiger Faktor genannt, der den Kohlenstoffkreislauf beeinflusst. Die direkte Ursache für das größte Massensterben des Phanerozoikums, das Perm-Trias Ereignis, ist umstritten. Als möglicher Mechanismus wird die massive und schnelle Freisetzung von Kohlendioxid durch den sibirischen Trap-Vulkanismus und eine damit verbundene Versauerung des Meerwassers und globale Erwärmung genannt. Durch zunehmende Treibhausbedingungen soll es zudem zu einem erhöhten Verwitterungs- und Nährstoffeintrag gekommen sein, der zu einem Sauerstoffmangel im Ozean führte. Um die Rolle der Verwitterung als Klimaregler zu dokumentieren und den Zusammenhang zwischen kontinentaler Verwitterung, Nährstoffkreislauf und Sauerstoffmangel zu untersuchen, sollen Lithium-, Magnesium-, Kalzium- und Strontium-Isotopenprofile aus gut charakterisierten marinen Karbonatablagerungen von den Kontinentalrändern der Tethys angefertigt werden. Jedes Isotopensystem kann spezielle Fingerabdrücke der Verwitterungsprozesse aufzeigen und in Kombination, die Änderungen der kontinentalen Verwitterung und der Alkalität der Ozeane beschreiben. Damit kann ein Einblick in die Entwicklung der Umwelt an der Perm-Trias Grenze gewonnen und der Beitrag der Verwitterung zur Veränderungen der Ozean- und Atmosphärenchemie abgeschätzt werden. An unseren Proben werden gleichzeitig von anderen teilnehmenden Wissenschaftlern zusätzliche Proxy-Daten und die Entwicklung biologischer Systeme untersucht, um wichtige biogeochemische Informationen zur Nährstoffverfügbarkeit, Produktivität und Sauerstoffmangel sowie deren Auswirkungen als klimabedingte Stressoren für Ökosysteme zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2332: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE)
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Timothy Lenton, Ph.D.; Professorin Dr. Rachel Wood