Vor 252 Millionen Jahren

: Forscher finden Ursache des größten Massenaussterbens der Erdgeschichte

Das Perm-Trias-Massenaussterben vor rund 252 Millionen Jahren hat nahezu alle Meeresarten ausgerottet. Bisher ging man davon aus, dass dafür primär die Versauerung der Ozeane verantwortlich war. Doch die  Hauptursache war eine andere, die auch das heutige Leben in den Meeren bedroht.

Von

Markus Brauer

13.07.2026, 12:46 UhrStanford

Jetzt in der App anhören

Beispiele für solche geologischen sind beispielsweise anderem in der Ferrar-Großprovinz in der Antarktis oder in den Sibirischen Trapps zu finden, wo Gestein durch Magma stark aufgeheizt wird. Wenn das Gestein Schwefel und Kohlenstoff enthält, führen die hohen Temperaturen dazu, dass diese Stoffe freigesetzt werden und Gase an die Erdoberfläche gelangen.

Das Ende fast allen Lebens

Das größte bekannte Massenaussterben, das Perm-Trias-Massenaussterben vor rund 252 Millionen Jahren, hatte 96 Prozent aller Meeresarten und 70 Prozent der Landtierarten ausgerottet. Ursache für das größte Massensterben in der Erdgeschichte waren Vulkanausbrüche im heutigen Russland – und in der Folge gigantische Treibhausgas-Emissionen und umkippende Meere.

Dabei wurde so viel Kohlendioxid freigesetzt, dass das globale Klima kollabierte. Ein gigantischer Flutbasalt - Trapp genannt - aus extrem dünnflüssiger basaltischer Lava überzog die Landschaft und gestaltete das heutige Sibirien.

Globale Folgen des Sibirischen Trapp

Dieses Sibirische-Trapp-Ereignis setzte rund 40 000 Gigatonnen Kohlenstoff frei. Die Folge war ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um fünf bis zehn Grad Celsius. Dieser Klimaschock führte zum größten Artensterben der Erdgeschichte.

Es dauerte mehrere Millionen Jahre, bis sich die Fauna und Flora an Land und in den Meeren von diesem Ereignis erholt hatte. Während dieser Regenerationsperiode war das Kohlenstoff-Klima-Regulierungssystem der Erde wahrscheinlich schwach und ineffizient, was zu einer langfristigen Klimaerwärmung führte.

Am Meeresboden starb alles Leben

Besonders stark betroffen waren Armfüßer (Brachiopoden), die Muscheln ähneln, sowie am Meeresboden lebende Tierarten wie Seelilien (Crinoiden), die über rund 280 Millionen Jahre zu den dominierenden Bodenbewohnern der Ozeane gehört haben und beim  „Großen Sterben“ nahezu komplett aus den damaligen Ozeanen verschwanden.

Viele Weichtiere wie Muscheln und Schnecken haben das Perm-Trias-Massenaussterben hingegen überlebt und dominieren seitdem gemeinsam mit Fischen und Stachelhäutern wie Seesternen und Seeigeln die marinen Ökosysteme.

Sauerstoffverlust und Ozeanerwärmung

Forscher der Stanford University haben bereits im Jahr 2018 eine Studie publiziert, der zufolge das Perm-Trias-Massenaussterben vor allem durch die Ozeanerwärmung und den Sauerstoffverlust ausgelöst wurde. Die Studie basiert jedoch ausschließlich auf physiologischen Daten von modernen Meeresarten und hat wirtschaftlich bedeutende Fisch- und Krebsarten überrepräsentiert, während die Tiergruppen, die besonders stark vom Perm-Trias-Massenaussterben betroffen waren, kaum berücksichtigt wurden.

Ein Expertenteam um Erik Anders Sperling hat deshalb erneut die Ursache des Großen Sterbens untersucht. Die Forscher der Stanford University haben dazu Experimente mit unterschiedlichen Meerestierarten aus Gruppen, welche die Ozeane vor und nach dem Großen Sterben dominiert haben, durchgeführt.

Die Studie ist im Fachjournal „PNAS“ erschienen.

Biogeografie und Selektivität des Massenstrebens

„In unserer neuen Studie haben wir diese Lücke bei der Physiologie der paläozoischen Fauna geschlossen, um zu sehen, ob wir nicht nur die Biogeografie des Aussterbens, sondern auch die taxonomische Selektivität des Aussterbens erklären können“, konstatiert Sperling.

Damit erklärt die Studie erstmals schlüssig, warum bestimmte Tiergruppen nahezu vollständig verschwanden, während andere das Massenaussterben überlebten.

Stoffwechsel der Meerestierarten war entscheidend

Wie Sperling weiter erläutert, unterscheidet sich der Stoffwechsel - also alle chemischen Prozesse, die im Körper ablaufen, um Energie zu gewinnen und den Organismus am Leben zu erhalten - deutlich zwischen den untersuchten Tiergruppen. Im Paläozoikum, einem Erdzeitalter, das mit dem Großen Sterben endete, lebte ein Großteil der Meerestiere unbeweglich am Boden und besaß einen sehr langsamen Stoffwechsel.

Tiergruppen, die das Große Massenaussterben überstanden haben, sind hingegen überwiegend deutlich beweglicher und besitzen einen schnellen Stoffwechsel, etwa Fische, die ihre Beute jagen. Auch langsame, aber noch bewegliche Tierarten wie Schnecken sind deutlich muskulöser und haben einen schnelleren Stoffwechsel als die nahezu komplett ausgestorbenen Armfüßer.

Experimente zum Sauerstoffverbrauch

Um die Effekte des unterschiedlichen Stoffwechsels auf das Überleben beim Perm-Trias-Massenaussterben zu untersuchen, haben die Forscher die Tiere in einer Kammer positioniert und beobachtet, wie sich ihr Sauerstoffverbrauch bei einer zunehmenden Wassertemperatur verändert. Wenn diese steigt, nehmen die Stoffwechselrate und damit auch der Sauerstoffbedarf zu.

Das Experiment zeigt, dass paläozoische Tierarten in Wasser mit sehr wenig Sauerstoff überleben können, in dem moderne Tierarten ersticken würden. Wenn die Temperatur zunimmt, gerät der langsame Stoffwechsel der paläozoischen Fauna jedoch an seine Grenzen und der Sauerstoffbedarf nimmt deutlich schneller zu als bei modernen Tierarten.

Die aktiveren Tierarten benötigen also grundsätzlich mehr Sauerstoff, besitzen aber einen Stoffwechsel mit höheren Temperatur-Sauerstoff-Toleranzen. Sie können den Sauerstoffmehrbedarf bei einer Meereserwärmung, also besser ausgleichen.

Warmes, sauerstoffarmes Wasser führt zum Tod

Wie Sperling resümiert, zeigt die Studie somit deutlich, dass das Perm-Trias-Massenaussterben Tiere, deren Stoffwechsel warmes, sauerstoffarmes Wasser am schlechtesten verkraften kann, am stärksten getroffen hat. Diese Lebensbedingungen existierten vor 252 Millionen Jahren in einem Großteil der Ozeane, weil die hohe vulkanische Aktivität große Mengen an CO₂ und Methan in die Atmosphäre freigesetzt hat.

Das Experiment zeigt somit deutlich, dass die Meereserwärmung und der Sauerstoffverlust entscheidende Faktoren für das Große Sterben waren und dass dieses nicht allein durch die Versauerung der Ozeane ausgelöst wurde. Viele ältere Studien kamen hingegen noch zu dem Ergebnis, dass die Tierarten ausgestorben sind, weil das Meerwasser durch Reaktionen mit dem atmosphärischen CO₂ so sauer wurde, dass diese ihre Schalen nicht mehr bilden konnten.

Parallelen zur heutigen Erdperiode

Laut Sperling sind die Ergebnisse auch für die heutige Erde von hoher Bedeutung, weil die Lebensbedingungen vor dem Großen Sterben den heutigen Lebensbedingungen sehr ähnelten.

In Anbetracht der Ergebnisse wollen die Forscher weitere Experimente durchführen, um die Effekte der drei Stressfaktoren Erwärmung, Versauerung und Sauerstoffmangel gemeinsam zu untersuchen. Sie betonen zudem, dass es möglich sei, dass der aktuelle Klimawandel und die daraus resultierenden Veränderungen der Ozeane dazu führen könnten, dass die heute lebenden Arten, die auf wärmeres und sauerstoffärmeres Wasser empfindlich reagieren, aussterben könnten.

Ausweichen, anpassen oder aussterben

Es dauerte mehrere Millionen Jahre, bis sich die Vegetation von diesem Perm-Trias-Ereignis erholt hatte. Während dieser Erholungsperiode war das Kohlenstoff-Klima-Regulierungssystem der Erde wahrscheinlich schwach und ineffizient, was zu einer langfristigen Klimaerwärmung führte.

Die Zeit, die das Klima braucht, um wieder ins Gleichgewicht zu kommen, hängt davon ab, wie schnell sich die Vegetation an die steigenden Temperaturen angepasst hat. Einige Pflanzenarten konnten sich nach der Katastrophe durch Evolution anpassen, andere fanden in kühleren Regionen einen neuen Lebensraum.

Einige geologische Ereignisse waren jedoch so katastrophal, dass viele Pflanzen nicht genügend Zeit hatten, um sich an den anhaltenden Temperaturanstieg zu gewöhnen oder geografisch auszuweichen. Die Folgen prägten die geochemische Entwicklung des Klimas für Tausende oder gar Millionen von Jahren.

Folgerungen für heutige Klimakrise

Was bedeuten diese Erkenntnisse für den heute vom Menschen verursachten Klimawandel? „Die schlechte Nachricht ist, dass wir in den Worst-Case-Szenarien auf dem Weg zu einer Erwärmung auf Perm-Trias-Niveau sind. Aber die gute Nachricht ist, dass wir immer noch an dem Punkt sind, an dem wir etwas ändern und etwas dagegen tun können“, bilanziert Sperling.

Störungen der Pflanzenwelt haben in der Vergangenheit die Dauer und Schwere von Klimaerwärmungen erhöht haben. In bestimmten Fällen hat es Millionen von Jahren gedauert, bis sich ein neues stabiles Klimagleichgewicht eingestellt hat. Der Grund dafür ist, dass die Vegetation weniger in der Lage war, den Kohlenstoffkreislauf der Erde zu regulieren.

„Wir befinden uns heute in einer globalen bioklimatischen Krise“, betont Loïc Pellissier, Experte für Ökosysteme und Landschaftsentwicklung an der ETH Zürich Umso wichtiger seien funktionierende Vegetationssysteme, damit sich die Erde von klimatischen Veränderungen erholen könne. „Wir Menschen sind auch die Hauptursache für die weltweite Entwaldung, die die Fähigkeit natürlicher Ökosysteme zur Klimaregulierung stark einschränkt.“