Vor 400 Millionen Jahren, in der so genannten Devonzeit, war die Erde ein ganz anderer Ort. Afrika, die Antarktis, Südamerika, Indien, Australien, Madagaskar, Teile Asiens und sogar Florida waren Teil des großen Superkontinents Gondwana. Er nahm ein großes Gebiet südlich des Äquators ein.
Große Teile des südlichsten Gondwana (einschließlich dessen, was wir heute als Südafrika, Antarktis, Falklandinseln und Teile Südamerikas kennen) befanden sich während dieser Zeit über dem Südpol.
Indem wir die Arten von Gesteinen, Mineralien und Sedimenten beobachten, die sich heute in verschiedenen Klimazonen bilden, können wir diese Informationen nutzen, um uns ein Bild davon zu machen, wie das Klima während der Devonzeit war. In ähnlicher Weise können wir Fossilien aus dem Devon verwenden, um das Klima auf der Grundlage der Umgebungen und Klimazonen zu bestimmen, in denen diese Organismen heute vorkommen.
Sie sind auch wichtig, um Rückschlüsse auf die Veränderungen des Meeresspiegels im Laufe der Zeit zu ziehen – und darauf, wie sich sowohl das Klima als auch der Meeresspiegel auf die Meereslebewesen des Devon auswirkten.
Interessant ist, dass es keine Hinweise auf ausgedehnte Eisschilde am Südpol während der Devonzeit gibt, wie wir sie heute in der Antarktis haben. Natürlich gibt es heute polare Eiskappen in dieser Region. Dies deutet darauf hin, dass die Klimagürtel damals anders verteilt waren und sich im Laufe der Zeit verschoben haben.
Im Devon versammelten sich bestimmte Tiergruppen rund um den Äquator. Andere waren in gemäßigteren Regionen zu finden. Eine Gruppe, die als Malvinokaffrische Fauna bekannt ist, befand sich rund um den Südpol. Die Malvinokaffrische Fauna war eine Gruppe von wirbellosen Meerestieren, die nur in dem Gebiet vorkam, das wir als Südafrika, Antarktis, Falklandinseln und Teile Südamerikas kennen.
Wir wissen nicht viel über ihre Ökologie, woher sie kamen oder warum sie verschwanden, und auch nicht über die Umwelt, in der sie um den damaligen Südpol und das heutige Südafrika lebten. Hier setzt meine Forschung an.
Meine Erkenntnisse, die ich aus der Untersuchung bestimmter Gesteine und ihrer Ablagerungen sowie von Überresten biologischer Aktivitäten, den so genannten Spurenfossilien, gewonnen habe, deuten darauf hin, dass die malvinokaffrische Fauna des devonischen Südpols durch den sinkenden Meeresspiegel ausgelöscht wurde.
Wir wissen noch nicht, was den Rückgang des Meeresspiegels verursacht hat. Aber meine Forschungen liefern Beweise für ein bisher unbekanntes großes Aussterbeereignis während des Devons, einer Periode, in der es mehrere solcher Ereignisse gab.
Ausgelöscht
Südafrika hat vielleicht eine der am besten erhaltenen und vollständigsten Aufzeichnungen über Gondwana während des Devons in polaren Breitengraden. Diese Aufzeichnungen sind in den Gesteinen der obersten Tafelberg-, der Bokkeveld- und der unteren Witteberg-Gruppe innerhalb der Kapberge entlang des südlichen Randes des Landes erhalten.
Ich untersuche und interpretiere sowohl die Paläontologie als auch die Sedimentologie dieser Gesteine. Ich suche auch nach Spurenfossilien wie Fährten und Höhlen in den Gesteinen. Spurenfossilien weisen auf die Aktivität eines biologischen Organismus hin, die direkt mit seiner Ökologie und Umwelt zusammenhängt.
Durch die Untersuchung von Sedimentgestein, Fossilien und Spurenfossilien konnte ich mir ein Bild vom Leben und der Zeit der malvinokaffrischen Fauna in Südafrika machen. Daraus kann ich ableiten, ob die Umweltveränderungen plötzlich und schnell oder langlebig und allmählich waren und wie sie sich auf die Malvinokaffric Fauna auswirkten.
Ich habe herausgefunden, dass diese Tiergruppe, weil sie in bestimmten Umgebungen lebte, sehr empfindlich auf Perioden eines übermäßigen Absinkens des Meeresspiegels reagierte, insbesondere auf Meeresspiegelabfälle von mehr als 10 m.
Zufälligerweise ist das Verschwinden der malvinokaffrischen Fauna in Südafrika allmählich und geht mit einem allmählichen Trend des sinkenden Meeresspiegels einher, der in den Gesteinen der oberen Bokkeveld-Gruppe zu beobachten ist. Die spärlichen Fossilien- und Spurenfossilienfunde nach diesem Ereignis deuten darauf hin, dass das Verschwinden der Malvinokaffrischen Fauna zu einem totalen Zusammenbruch der marinen Ökosysteme rund um den Südpol führte.
Auch wenn während des anschließenden Anstiegs des Meeresspiegels verschiedene Organismen von anderswo eingewandert sind, waren sie nie wirklich in der Lage, die Vielfalt der malvinokaffrischen Fauna zu erreichen oder stabile Ökosysteme zu bilden. Das Leben rund um den Südpol scheint sich in Südafrika erst im späten Devon, vor 370 bis 360 Millionen Jahren, wirklich erholt zu haben.
Was ich gefunden habe, deutet darauf hin, dass viele flache Meeresumgebungen – Strände, Ufer, Deltas, Barriereinseln, Lagunen und Flussmündungen – Südafrikas Küstenlinie während des gesamten Devons übersäten.
Anfänglich war der Meeresspiegel niedrig. Vor etwa 400 Millionen Jahren stieg er an, um dann etwa 10-15 Millionen Jahre später allmählich wieder zu sinken. In dieser Zeit des Meeresspiegelanstiegs trat die malvinokaffrische Fauna in Südafrika in Erscheinung und ist in den Gesteinen der oberen Tafelberggruppe und der unteren Bokkeveld-Gruppe zu finden.
Meine Forschungen deuten darauf hin, dass diese Tiere in tieferen Gewässern lebten und gediehen, vorzugsweise in den tiefsten Abschnitten der Küste und der küstennahen Umgebung, wo sie spezifische Ökosysteme bildeten.
Nun wissen wir, dass der sinkende Meeresspiegel wahrscheinlich das Verschwinden der Fauna verursachte. Jetzt gilt es herauszufinden, was den Rückgang des Meeresspiegels verursacht hat.
Das Aussterben nachverfolgen
Es gibt mehrere mögliche Antworten, die ich in neuen, laufenden Forschungsarbeiten untersuche.
Ein lokales tektonisches Ereignis könnte zum Beispiel dazu geführt haben, dass das Meer seine Form veränderte und der Meeresspiegel sank. Vielleicht war aber auch ein globales Ereignis wie klimatische Veränderungen für das Absinken des Meeresspiegels verantwortlich.
Das Devon ist schließlich eine Zeit, die von Aussterbeereignissen geprägt ist, die in globalem Maßstab abzulaufen scheinen und letztlich mit Klimaveränderungen zusammenhängen.
Im Moment habe ich noch keine Antworten. Aber ich erforsche Möglichkeiten, diese Gesteine genau zu datieren und herauszufinden, ob sie mit bekannten lokalen oder globalen Ereignissen korrelieren, um von dort aus Lösungen zu finden. Hoffentlich wissen wir bald mehr über das Ereignis, das die malvinokaffrische Fauna ausgelöscht hat.