Der Impakt von "Hyperthermal Events" auf Tiefsee-Echiniden unmittelbar vor dem Kreide-Paläogen Massensterben und während ihrer Erhohlungsphase bis 61 Ma

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Frank Wiese
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546695930

Die Tiefsee ist das größte Ökosystem auf der Erde, das uns aufgrund der Unerreichbarkeit und immensen Ausdehnung in weiten Teilen noch fremd ist. Wegen der geringen Verbreitung von Tiefsee-Sedimenten auf dem Festland und dem Mangel einer kontinuierlichen Fossil-Überlieferung war unsere Kenntnis über Tiefseepaläobiogeographie und Tiefsee-Evolution limitiert. Die Bearbeitung von 1.400 unterkretazischen bis pleistozänen Sedimentproben aus ODP/DSDP/IODP-Bohrkernen (Paläo-Wassertiefe bis 4.700 m) und ca. 41.000 Stacheln irregulärer Tiefsee-Seeigel (Atelostomata: Holasteroida, Spatangoida) dokument ein permanentes Auftreten der Gruppe seit mindestens 104 Ma. Echiniden-Stacheln sind die einzigen Makrofossilreste, mit denen der Einfluss von globalem Wandel auf Tiefsee-Makrobenthos stratigraphisch hochauflösend rekonstruiert werden kann. Eine Zäsur markiert das Massensterben an der Kreide/Paläogen-Grenze durch einen Impakt, das zu einem Verlust an Vielfältigkeit und Größe bei Tiefsee-Echiniden führte. Dieses Massensterben war allerdings in pulsartige Erwärmungsphasen („Hyperthermale Ereignisse“) unmittelbar davor und während der Erholungsphasen der Tiefsee-Echiniden danach eingebunden. Da Studien über den heutigen Klimawandel eindrücklich zeigen, dass steigende Bodenwassertemperatur das Tiefsee-Makrobenthos negativ beeinträchtigt, war dies auch im Rahmen der hyperthermalen Events im Vorfeld und Nachgang des Massensterbens möglich. Vorläufige Daten aus dem Nordatlantik bei Neufundland zeigen einen katastrophalen Einbruch der Echiniden-Biomasse in der Tiefsee während einer Erwärmungsphase (spät-Maastricht Wärmepuls) mit einem Anstieg der Bodenwasser-Temperatur von ca. 1,8°C nur 100.000 Jahre vor dem K/P-Massensterben. Ob sich die Echinidenfauna bis zum Impakt erholen konnte, oder ob es zu einer negativen Rückkopplung zweier Ereignisse kam wird hier untersucht (Arbeitshypothese 1: „Der spät-Maastricht Wärmepuls hatte das Potential, die Tiefsee-Echinidenfauna nachhaltig zu stören, und eine vollständige Erholung innerhalb von 100.000 Jahren bis zum Impakt fand nicht statt“). Die Erholungsphase der Tiefsee-Echiniden nach dem Impakt bis 61 Ma passierte drei hyperthermale Ereignisse (Dan-C2, Latest Danian, Danian-Selandian Events), die die Erholungsphase moduliert haben könnten (Arbeitshypothese 2: Durch den hohen Sauerstoff-Anspruch und dem komplexe Metabolismus von Tiefsee-Echiniden lässt sich der Einfluss der drei hyperthermalen Events durch Veränderungen in der Massenakkumulationsrate (Hinweis auf Biomasse), Größe der Stacheln (Größenveränderungen des Organismus) und Vielfältigkeit der Stacheltypen (Veränderungen des Artenreichtums) während der Erholungsphase darstellen“). Schließlich wird getestet, ob der in der Literatur angegebene Moment der vollständigen Erholung der Tiefsee-Echiniden um 61 Ma korrekt ist (Arbeitshypothese 3: Die Rückkehr zu Stachelgröße und -vielfältigkeit wie vor dem Impakt markiert die vollständige Erholung der Tiefsee-Echiniden).

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)