Trias-Inferno: Farne verwandelten Europa für Tausende Jahre in eine Feuerhölle

Vor rund 201 Millionen Jahren, als bereits die ersten Dinosaurier durch Pangäa zogen, brannten in Nordwesteuropa über lange Zeit immer wieder riesige Flächen. Vorausgegangen war ein massiver Klimawandel beim Auseinanderbrechen des Superkontinents: Vulkane setzten große Mengen Kohlendioxid frei, die Erde erwärmte sich um fünf bis zehn Grad Celsius und viele Wälder starben ab.

Auf den verwüsteten Böden breiteten sich Farne aus. Sie wuchsen schnell, überstanden Brände mit ihren unterirdischen Wurzeln und kehrten danach rasch zurück. In trockenen Phasen wurden ihre dichten Bestände selbst zum Brennstoff. So hielten sich die Waldbrände in Europa zur Trias über Tausende Jahre.

Waldbrände in Europa zur Trias breiteten sich riesig aus

Die Feuer beschränkten sich offenbar nicht auf einzelne Regionen. Spuren davon fanden sich in Bohrkernen aus Deutschland, Luxemburg, Dänemark und Großbritannien. Ein internationales Team unter Leitung der Universität Utrecht untersuchte Ablagerungen aus allen vier Ländern. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal Nature Geoscience.

Zu dem Material gehörte ein neu gewonnener, 640 Meter langer Bohrkern aus Großbritannien. Darin suchten die Wissenschaftler nach Rückständen früherer Vegetationsbrände. Sie bestimmten die Menge mikroskopisch kleiner Holzkohle und analysierten organische Verbindungen aus Rauch. Diese polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe, kurz PAHs, entstehen beim Verbrennen von Pflanzen.

Fossile Sporen verdunkelten sich ungewöhnlich stark

Holzkohle und PAHs liefern jedoch keine lückenlose Feuergeschichte. Größere Kohlepartikel können bei der Probenaufbereitung zerbrechen. Viele kleine Stücke könnten dann mehr Brände vortäuschen, als tatsächlich stattfanden. Rauchmoleküle wiederum können weit vom Feuer entfernt niedergehen. Manche bleiben in Sedimenten gar nicht erhalten.

Deshalb untersuchte das Team zusätzlich die Farbe fossiler Pollen und Sporen. Eine Kamera am Lichtmikroskop erfasste ihre Rot-, Grün- und Blauwerte. Daraus berechneten die Wissenschaftler einen mittleren Grauwert. Insgesamt kamen rund 15.000 Messungen zusammen. Die Methode trägt den Namen Palynomorph Darkness Index, auf Deutsch etwa Dunkelheitsindex für fossile Pollen und Sporen.

Normalerweise werden solche organischen Reste dunkler, wenn Sedimente immer tiefer in den Untergrund sinken. Druck und Wärme verändern dann nach und nach das Material. In den Bohrkernen verlief die Verfärbung jedoch anders. Alte und tief liegende Pollen blieben hell. Erst im Abschnitt des Massenaussterbens wechselte ihre Farbe zu einem sehr dunklen Braun. In jüngeren Schichten wurden sie wieder heller.

„Wir waren von diesem Phänomen ziemlich verblüfft“, sagt der Utrechter Geologe Bas van de Schootbrugge. Die dunkle Zone trat in allen vier Bohrkernen zur gleichen Zeit auf. Eine gewöhnliche Erwärmung im Untergrund kam daher kaum infrage. Die untersuchten Sedimentbecken hatten sehr unterschiedliche geologische Entwicklungen durchlaufen.

Drei Feuerspuren passen zeitlich zusammen

Die stärkste Verdunkelung fiel mit einer massenhaften Ausbreitung von Farnen zusammen. Zugleich nahmen Holzkohle und PAHs in den Ablagerungen zu. Pollen von Nadelbäumen und Sporen verschiedener Farnpflanzen zeigten denselben Farbwechsel. Eine Besonderheit einzelner Pflanzengruppen ließ sich dadurch ausschließen.

Nach dem Zusammenbruch der Wälder besetzten Farne die gestörten Flächen besonders schnell. Einige Arten konnten dichte Matten bilden und andere Pflanzen überwuchern. Trockneten diese Bestände aus, breiteten sich Flammen leicht über große Entfernungen aus. Manche Farne wirkten sogar wie „Feuerleitern“, über die das Feuer weitere Pflanzenschichten erreichte.

„Wenn die Farne austrocknen, bilden die dichten Matten den idealen Brennstoff für gewaltige Brände“, sagt van de Schootbrugge. Oberirdisch verbrannten die Pflanzen. Unterirdische Wurzelsysteme überstanden das Feuer jedoch häufig. Schon bald trieben neue Wedel aus. Bäume und andere Pflanzen konnten mit diesem Tempo kaum mithalten.

Farne schürten Brände immer wieder neu

Diese Abfolge könnte eine langlebige Rückkopplung ausgelöst haben. Feuer schufen offene Böden, auf denen sich Farne ausbreiteten. Die neuen Farnbestände lieferten später wieder Brennstoff. „Die Farne reagierten auf die Feuer und lieferten zugleich den Brennstoff, der die Flammen anfachte“, sagt van de Schootbrugge. Er beschreibt die damalige Landschaft als „eine wahrhaft höllische Welt“.

Die von Farnen geprägte Phase dauerte nach Schätzungen mindestens 40.000 Jahre. Möglicherweise zog sie sich sogar über 300.000 Jahre hin. Neben den Bränden belasteten starke Hitze und längere Dürren die Pflanzenwelt. Dazwischen konnten extreme Niederschläge Böden abtragen und die geschwächten Ökosysteme zusätzlich verändern.

Farne gehörten dabei zu den großen Überlebenskünstlern. Sie besiedelten Flächen, auf denen Bäume kaum noch Fuß fassten. Van de Schootbrugge nennt sie deshalb „wahre Katastrophenarten“. Aus der zerstörten Waldlandschaft entstand so eine weite Farnsavanne, die sich über große Teile des heutigen Nordwesteuropas erstreckte.

Kurz zusammengefasst:

• Am Ende der Trias löste starker Vulkanismus beim Zerbrechen Pangäas eine Erwärmung von fünf bis zehn Grad aus; viele Nadelwälder in Nordwesteuropa brachen zusammen.
• Auf den offenen Böden breiteten sich Farne aus, trockneten immer wieder aus und lieferten so über Tausende Jahre Brennstoff für großflächige Vegetationsbrände.
• Bohrkerne aus Deutschland, Luxemburg, Dänemark und Großbritannien belegen die Feuer durch dunkle Pollen und Sporen, Mikroholzkohle und Brandmoleküle.

Übrigens: Während Pangäa auseinanderbrach und Europa von Farnen und Feuer geprägt war, lag auch der eigene Wohnort womöglich nahe am Äquator oder an einem warmen Meer. Ein neues Online-Tool rekonstruiert diese Reise bis zu 320 Millionen Jahre zurück – mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Illustration: Mark Garlick