Massenaussterben & KT-Event

[Spocky]

Möglich. Den Vulkanismus habe ich auch nicht abgestritten. Beim Beispiel von Neuseeland meinte ich allerdings ausdrücklich die Zeit nach dem Einschlag im Vergleich zu den Verhältnissen davor.

OK, aber auc da war der Vulkanismus noch nicht zu Ende

Ich denke, dass die meisten Dinosaurier eher kurzfristig wirkenden Faktoren erlagen. Besonders zu nennen wären hier die globalen Waldbrände durch die wiedereintretenden Trümmer, der saure Regen und das Ausbleiben der Primärproduktion infolge monatelanger Dunkelheit. Das muss man erst einmal überleben.

Die Dunkelheit kriegst du aber auch mit dem Vulkanismus hin, dazu braucht es keinen Impaktor. Wenn man sich vorstellt, dass schon der Ausbruch des Pinatubu die globalen Temperaturen um ein halbes Grad senkte und der des Tambora Anfang des 19. Jahrhunderts für ein Jahr ohne Sommer sorgte, dann kann man sich vorstellen, was ein noch um einiges größerer Trapp-Vulkanismus anstellen kann.

In manchen Artikeln wird berichtet, dass auch die meisten nordamerikanischen Säugerarten den Übergang nicht schafften und die Säugerfauna des Kontinentes im wesentlichen durch Arten aus anderen Regionen wieder aufgefüllt wurde. Auch die Vögel scheinen nur gerade eben überlebt zu haben, jedenfalls fand man die Vertreter der reichhaltigen kreidezeitlichen Vogelwelt danach nie wieder und die ältesten Vögel des Tertiär scheinen kleine Arten von Generalisten gewesen zu sein.

Das finde ich jetzt interessant, denn zum Zeitpunkt des Impaktes lag Nordamerika isoliert und aus Südamerika können sie nicht eingewandert sein, denn das waren Beuteltiere und auch da war der Lückenschluss erst vor 4,5 Mio. Jahren. Die Landbrücke über die Beringstraße war noch später.

Vorher also kamen die Säuger in Nordamerika zwischen 65 und 5 Mio Jahren?

In vielen Regionen - einschließlich Neuseeland - findet man anscheinend einen sehr abrupten Wechsel in der Pflanzenwelt, wobei viele der bisher etablierten Arten durch einige wenige Arten von Farnen ersetzt wurden:

Die überlebenden Farne waren sicher Generalisten, immerhin lebten sie auch schon lange unter den Nacktsamern...

[Liopleurodon]

In dem Fall spricht sogar dein Beispiel für meine Theorie, denn der Kahlschlag hat dann den Platz erst so richtig frei gemacht und die vegetarischen Nichtvogel-Dinosaurier, die den unmittelbaren Impakt überlebten, hatten es noch schwerer, das passende Fressen zu finden.

Mehrere Kalt- und Warmphasen würden wiederum auch eher für den Einfluss des Vulkanismus sprechen, der ja auch Schwankungen in der Intensität hat.

Möglich. Den Vulkanismus habe ich auch nicht abgestritten. Beim Beispiel von Neuseeland meinte ich allerdings ausdrücklich die Zeit nach dem Einschlag im Vergleich zu den Verhältnissen davor.

Ich denke, dass die meisten Dinosaurier eher kurzfristig wirkenden Faktoren erlagen. Besonders zu nennen wären hier die globalen Waldbrände durch die wiedereintretenden Trümmer, der saure Regen und das Ausbleiben der Primärproduktion infolge monatelanger Dunkelheit. Das muss man erst einmal überleben.

In manchen Artikeln wird berichtet, dass auch die meisten nordamerikanischen Säugerarten den Übergang nicht schafften und die Säugerfauna des Kontinentes im wesentlichen durch Arten aus anderen Regionen wieder aufgefüllt wurde. Auch die Vögel scheinen nur gerade eben überlebt zu haben, jedenfalls fand man die Vertreter der reichhaltigen kreidezeitlichen Vogelwelt danach nie wieder und die ältesten Vögel des Tertiär scheinen kleine Arten von Generalisten gewesen zu sein.

Major extinctions of land-dwelling vertebrates at the Cretaceous-Tertiary boundary, eastern Montana

A large database recording species of terrestrial vertebrates present in formations above and below the Cretaceous-Tertiary (K-T) boundary in eastern Montana was assembled by J. D. Archibald and L. J. Bryant. Division of the species in this database into freshwater and land-dwelling vertebrate assemblages reveals that the K-T vertebrate extinction was concentrated in land- dwelling forms. In data corrected for the effects of rare taxa, 90% of the species in the freshwater assemblage survived into the Tertiary, but only 12% of the land-dwelling forms survived. The pattern of differential extinction of terrestrial vertebrates in eastern Montana may be in large part the result of the dependence of land-based communities on primary productivity. This is in contrast to the riverine communities, which may derive much of their organic carbon from detritus. The pattern of extinction and survival is compatible with the hypothesis of an asteroid impact after which there was a temporary cessation of primary, photosynthetic productivity.

Mammals across the K/Pg boundary in northeastern Montana, U.S.A.: dental morphology and body-size patterns reveal extinction selectivity and immigrant-fueled ecospace filling

The Cretaceous/Tertiary (K/Pg) mass extinction has long been viewed as a pivotal event in mammalian evolutionary history, in which the extinction of non-avian dinosaurs allowed mammals to rapidly expand from small-bodied, generalized insectivores to a wide array of body sizes and ecological specializations. Many studies have used global- or continental-scale taxonomic databases to analyze this event on coarse temporal scales, but few studies have documented morphological diversity of mammalian paleocommunities on fine spatiotemporal scales in order to examine ecomorphological selectivity and ecospace filling across this critical transition. Focusing on well-sampled and temporally well-constrained mammalian faunas across the K/Pg boundary in northeastern Montana, I quantified dental-shape disparity and morphospace occupancy via landmark- and semilandmark-based geometric morphometrics and mean body size, body-size disparity, and body-size structure via body-mass estimates.
My results reveal several key findings: (1) latest Cretaceous mammals, particularly metatherians and multituberculates, had a greater ecomorphological diversity than is generally appreciated, occupying regions of the morphospace that are interpreted as strict carnivory, plant-dominated omnivory, and herbivory; (2) the decline in dental-shape disparity and body-size disparity across the K/Pg boundary shows a pattern of constructive extinction selectivity against larger-bodied dietary specialists, particularly strict carnivores and taxa with plant-based diets, that suggests the kill mechanism was related to depressed primary productivity rather than a globally instantaneous event; (3) the ecomorphological recovery in the earliest Paleocene was fueled by immigrants, namely three multituberculate families (taeniolabidids, microcosmodontids, eucosmodontids) and to a lesser extent archaic ungulates; and (4) despite immediate increases in the taxonomic richness of eutherians, their much-celebrated post-K/Pg ecomorphological expansion had a slower start than is generally perceived and most likely only began 400,000 to 1 million years after the extinction event.

http://www.pnas.org/content/108/37/15253.short

The effect of the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) (formerly Cretaceous–Tertiary, K–T) mass extinction on avian evolution is debated, primarily because of the poor fossil record of Late Cretaceous birds. In particular, it remains unclear whether archaic birds became extinct gradually over the course of the Cretaceous or whether they remained diverse up to the end of the Cretaceous and perished in the K–Pg mass extinction. Here, we describe a diverse avifauna from the latest Maastrichtian of western North America, which provides definitive evidence for the persistence of a range of archaic birds to within 300,000 y of the K–Pg boundary. A total of 17 species are identified, including 7 species of archaic bird, representing Enantiornithes, Ichthyornithes, Hesperornithes, and an Apsaravis-like bird. None of these groups are known to survive into the Paleogene, and their persistence into the latest Maastrichtian therefore provides strong evidence for a mass extinction of archaic birds coinciding with the Chicxulub asteroid impact. Most of the birds described here represent advanced ornithurines, showing that a major radiation of Ornithurae preceded the end of the Cretaceous, but none can be definitively referred to the Neornithes. This avifauna is the most diverse known from the Late Cretaceous, and although size disparity is lower than in modern birds, the assemblage includes both smaller forms and some of the largest volant birds known from the Mesozoic, emphasizing the degree to which avian diversification had proceeded by the end of the age of dinosaurs.

In vielen Regionen - einschließlich Neuseeland - findet man anscheinend einen sehr abrupten Wechsel in der Pflanzenwelt, wobei viele der bisher etablierten Arten durch einige wenige Arten von Farnen ersetzt wurden:

http://www.sciencemag.org/content/294/5547/1700.short

The devastating effect on terrestrial plant communities of a bolide impact at the Cretaceous-Tertiary boundary is shown in fossil pollen and spore assemblages by a diverse flora being abruptly replaced by one dominated by a few species of fern. Well documented in North America, this fern spike signals widespread deforestation due to an impact winter or massive wildfires. A Southern Hemisphere record of a fern spike, together with a large iridium anomaly, indicates that the devastation was truly global. Recovery of New Zealand plant communities followed a pattern consistent with major climatic perturbations occurring after an impact winter that was possibly preceded by global wildfires.

[Spocky]

Das überzeugt mich nicht so. Der Übergang zwischen den beiden Pflanzenzeitaltern verlief äußerst allmählich und begann schon in der Unterkreide. Es gab viele Arten und Generationen von Dinosauriern, die damit sehr gut klar kamen.

Demgegenüber beschleunigte allerdings der Einschlag und seine Nachwirkungen auch den Florenwechsel. Neuseeland z.B. verlor in der Folge 4/5 seiner Nacktsamerarten und selbst in dieser abgelegenen Region konnte man noch mehrere aufeinanderfolgende Warm- und Kaltzeiten nachweisen.

Die Ablösung erfolgte natürlich nicht von heute auf morgen. Viele Stellen mussten von den Blütenpflanzen überhaupt erst erobert werden, die können ja auch nicht gleichzeitig überall entstanden sein.

In dem Fall spricht sogar dein Beispiel für meine Theorie, denn der Kahlschlag hat dann den Platz erst so richtig frei gemacht und die vegetarischen Nichtvogel-Dinosaurier, die den unmittelbaren Impakt überlebten, hatten es noch schwerer, das passende Fressen zu finden.

Mehrere Kalt- und Warmphasen würden wiederum auch eher für den Einfluss des Vulkanismus sprechen, der ja auch Schwankungen in der Intensität hat.

[Liopleurodon]

Das finde ich auch gut und nur konsequent. Ich würde sogar noch ein Stück weiter gehen und noch ein drittes Ereignis anfügen, nämlich den Übergang vom Mesophytikum zum Känophytikum zwischen Unter- und Oberkreide, der sich durch das Aufkommen und schließlich Dominieren der Bedecktsamer gegenüber den Nacktsamern auszeichnet. Es lässt sich schlecht abschätzen, welchen Anteil man diesem zubemessen muss, aber die Koinzedenz, dass auch beim größten Aussterbeereignis überhaupt ein Florenwechsel von den Farnen zu den Nacktsamern vorausging, ist nicht außer Acht zu lassen.

Das überzeugt mich nicht so. Der Übergang zwischen den beiden Pflanzenzeitaltern verlief äußerst allmählich und begann schon in der Unterkreide. Es gab viele Arten und Generationen von Dinosauriern, die damit sehr gut klar kamen.

Demgegenüber beschleunigte allerdings der Einschlag und seine Nachwirkungen auch den Florenwechsel. Neuseeland z.B. verlor in der Folge 4/5 seiner Nacktsamerarten und selbst in dieser abgelegenen Region konnte man noch mehrere aufeinanderfolgende Warm- und Kaltzeiten nachweisen.

Es gab auch mal einen Artikel, wo anhand des Zustandes von Wasserpflanzen in nordamerikanischen Seen nachgewiesen worden sein soll, dass der Einschlag im Sommer erfolgte und ein großer Teil der Vegetation nachfolgend buchstäblich kalt erwischt wurde und erfroren sein soll:

http://www.nature.com/nature/journal/v352/n6334/abs/352420a0.html

[Spocky]

@ pollux83: Die Erkenntnisse sind ja nicht neu und waren es damals auch nicht. Das Problem war, dass derjenige, der die Impakt-Theorie aufgebracht hat (Walter Alvarez) einen Vater hatte, der Physik-Nobelpreisträger war (Luis Alvarez) und der seine Macht dazu nutzte, Gegner der Theorie seines Sohnes wissenschaftlich mundtot zu machen. Vater Alvarez starb 1988, erst danach konnten sich andere Wissenschaftler wieder Gehör verschaffen, aber die Entdeckung des Chicxulub-Kraters 1991 hat dann natürlich noch mal die andere Seite gepusht, so dass es eben sehr lange dauerte, bis auch der Vulkanismus als Ursache wieder mehr Anerkennung fand.

In den meisten ernstzunehmenden Abhandlungen werden beide Faktoren genannt. Das zeitliche Zusammentreffen ist ja auch nicht abzustreiten und abhängig von der gewählten Fundstätte sieht man auch in den Schichten vor dem Einschlag schon einen Rückgang der Artenvielfalt.

Das finde ich auch gut und nur konsequent. Ich würde sogar noch ein Stück weiter gehen und noch ein drittes Ereignis anfügen, nämlich den Übergang vom Mesophytikum zum Känophytikum zwischen Unter- und Oberkreide, der sich durch das Aufkommen und schließlich Dominieren der Bedecktsamer gegenüber den Nacktsamern auszeichnet. Es lässt sich schlecht abschätzen, welchen Anteil man diesem zubemessen muss, aber die Koinzedenz, dass auch beim größten Aussterbeereignis überhaupt ein Florenwechsel von den Farnen zu den Nacktsamern vorausging, ist nicht außer Acht zu lassen.

Und gleichzeitig kommt eine Studie raus, die besagt, es sei den Dinosauriern bis zum Aussterben blendend gegangen:

Dinosaurs doing well before asteroid impact

Witzigerweise findet man dann unten wieder einen Link zu einem Artikel, der zur oberen Aussage passt:
Dinosaurs fell victim to perfect storm of events, study shows

Im Endeffekt muss es eine Mischung aus mehreren Komponenten gewesen sein, denn es lassen sich direkte Belege für die Auswirkung von beiden Ereignissen aufzeigen, so war beispielsweise Südamerika am schlimmsten betroffen (-> Impakt) und bei den marinen Einzellern zeigt sich ein allmähliches Zunehmen der Auslöschung von Arten in Abhängigkeit vom pH-Wert (-> Vulkanismus).

[Bynaus]

Und gleichzeitig kommt eine Studie raus, die besagt, es sei den Dinosauriern bis zum Aussterben blendend gegangen:

Dinosaurs doing well before asteroid impact

[Liopleurodon]

Der Impakt, dem die Ausrottung der Dinosaurier zugesprochen wird, hätte alleine nicht ausgereicht, um das Massenaussterben auszulösen. Wäre der Bolide nur ein paar Mio. Jahre früher oder später eingeschlagen, hätten die Nichtvogel-Dinosaurier wohl überlebt. Das zeigt eine neue Studie, die jetzt veröffentlicht wurde.

Das Aussterben fand nur statt, weil durch den Vulkanismus und andere Faktoren bereits eine Schwächung vorhanden war.

Dinosaurs Could Have Survived The Asteroid, Study Finds | IFLScience

Also doch

In den meisten ernstzunehmenden Abhandlungen werden beide Faktoren genannt. Das zeitliche Zusammentreffen ist ja auch nicht abzustreiten und abhängig von der gewählten Fundstätte sieht man auch in den Schichten vor dem Einschlag schon einen Rückgang der Artenvielfalt.

[pollux83]

Ich kann mich noch an eine Dinodoku auf Pro7 erinnern, die Ender 90er Anfang 2000er lief. Da wurde auch schon gezeigt, dass die Vulkane die Dinopopulation durch die schädlichen Gase geschwächt hatten.
Ich dachte mir damals nur, dass dann wohl ganz offensichtlich beide Schuld gewesen sein müssen.
Schön, dass es dafür in den letzten Jahren immer mehr Studien und Befunde gibt, die diese Theorie unterstützen.

[Spocky]

Der Impakt, dem die Ausrottung der Dinosaurier zugesprochen wird, hätte alleine nicht ausgereicht, um das Massenaussterben auszulösen. Wäre der Bolide nur ein paar Mio. Jahre früher oder später eingeschlagen, hätten die Nichtvogel-Dinosaurier wohl überlebt. Das zeigt eine neue Studie, die jetzt veröffentlicht wurde.

Das Aussterben fand nur statt, weil durch den Vulkanismus und andere Faktoren bereits eine Schwächung vorhanden war.

Dinosaurs Could Have Survived The Asteroid, Study Finds | IFLScience

Also doch

[Spocky]

Es könnte sich auch um biogenes Methan handeln. Wenn ich mich nicht irre, wird für die Methanhydrate ein überwiegend mikrobieller Ursprung angenommen.

Stimmt, das kann natürlich sein.

Dieser Abbildung zufolge
( http://s14.directupload.net/images/130509/fo2oiz3w.jpg )
hat man eine Verringerung des C13-Anteils gemessen, was einer schnellen Freisetzung biogenen Kohlenstoffs entspräche.

Originalartikel: http://www.colby.edu/academics_cs/co...inEtAl2007.pdf
Erklärung zur Isotopenzusammensetzung hier (für mich und die anderen Nicht-Geologen): https://en.wikipedia.org/wiki/Delta_13C

Sicher ist eine Zunahme mikrobiellen Wachstums ein Faktor im komplexen Aussterbegeschehen jener Zeit, wenn auch in ganz anderer Hinsicht: durch die Rückkehr von Stromatolithen in vielen Regionen. Dies wird damit erklärt, dass die Tiere, welche bisher die Bakterienmatten abgeweidet hatten, nun alle tot waren und die Stromatolithen wieder ungestört wachsen konnten.

In der Wiki steht ja auch drin, dass Aussterbeereignisse dadurch gekennzeichnet sind, dass sie ein besonders niedriges Delta C13 aufweisen, was ja auch logisch ist (s. o.) und man sieht das auch schon beim ersten Teil des MAs, bei dem definitiv noch kein Mathan im Spiel war. Man scheint das also alleine an der Geschwindigkeit festzumachen, immerhin geht die Linie auch fast waagrecht nach links. Da wäre ein Vergleich mit den anderen MAs wirklich interessant.

Das mit den Stromatholiten ist eh klar und eine andere Gruppe sollte sich kurzzeitig auch rasend vermehrt haben: Diejenigen, die Detritovoren

[Liopleurodon]

Nunja, die Abweichung ließe sich - je nach dem, in welche Richtung sie ausschlägt - auch damit erklären, dass einfach sehr viel Biomasse verendet ist und das Verhältnis in den Lebewesen von Natur aus anders ist, als in der unbelebten Natur. In Lebewesen ist der C13-Anteil geringer, weil träger und wird deshalb abgereichert. Wenn nun auf einmal viel Biomasse zu recyceln da ist, dann sollte der Anteil an C12 in der unbelebten Natur schon alleine durch das Massenaussterben induziert werden

Richtig. Die globale Bioproduktivität bricht so stark ein, dass die abiotischen Kohlenstoffkreisläufe vorübergehend wieder die Isotopenzusammensetzung bestimmen.

Bei Freisetzung von Methan aus unbelebter Natur müsste sich in letzter Konsequenz der C13-Anteil erhöhen, also wenn auf Freisetzen von Methan geschlossen werden kann, dann sollte wohl das letztere der Fall sein.

Oder sehe ich das falsch?

Es könnte sich auch um biogenes Methan handeln. Wenn ich mich nicht irre, wird für die Methanhydrate ein überwiegend mikrobieller Ursprung angenommen.

Dieser Abbildung zufolge
( http://s14.directupload.net/images/130509/fo2oiz3w.jpg )
hat man eine Verringerung des C13-Anteils gemessen, was einer schnellen Freisetzung biogenen Kohlenstoffs entspräche.

Originalartikel: http://www.colby.edu/academics_cs/co...inEtAl2007.pdf
Erklärung zur Isotopenzusammensetzung hier (für mich und die anderen Nicht-Geologen): https://en.wikipedia.org/wiki/Delta_13C

Sicher ist eine Zunahme mikrobiellen Wachstums ein Faktor im komplexen Aussterbegeschehen jener Zeit, wenn auch in ganz anderer Hinsicht: durch die Rückkehr von Stromatolithen in vielen Regionen. Dies wird damit erklärt, dass die Tiere, welche bisher die Bakterienmatten abgeweidet hatten, nun alle tot waren und die Stromatolithen wieder ungestört wachsen konnten.

[Spocky]

Es gibt meines Wissens nach eine Abweichung bei der Häufigkeit von Kohlenstoff-12 und -13 in der fraglichen Zeit, welche man mit der Freisetzung von Methan erklärt. Ist aber schon länger her, dass ich das gelesen habe.

Ähnliches fand man übrigens auch für das Temperaturmaximum im Eozän.

Nunja, die Abweichung ließe sich - je nach dem, in welche Richtung sie ausschlägt - auch damit erklären, dass einfach sehr viel Biomasse verendet ist und das Verhältnis in den Lebewesen von Natur aus anders ist, als in der unbelebten Natur. In Lebewesen ist der C13-Anteil geringer, weil träger und wird deshalb abgereichert. Wenn nun auf einmal viel Biomasse zu recyceln da ist, dann sollte der Anteil an C12 in der unbelebten Natur schon alleine durch das Massenaussterben induziert werden

Bei Freisetzung von Methan aus unbelebter Natur müsste sich in letzter Konsequenz der C13-Anteil erhöhen, also wenn auf Freisetzen von Methan geschlossen werden kann, dann sollte wohl das letztere der Fall sein.

Oder sehe ich das falsch?

Gut möglich.

So besagt das ja auch die gängige Theorie zu diesem MA.

[Liopleurodon]

Was die Methanfreisetzung angeht, so kann es sein, dass die in der Tat nicht direkt nachweisbar ist,

Es gibt meines Wissens nach eine Abweichung bei der Häufigkeit von Kohlenstoff-12 und -13 in der fraglichen Zeit, welche man mit der Freisetzung von Methan erklärt. Ist aber schon länger her, dass ich das gelesen habe.

Ähnliches fand man übrigens auch für das Temperaturmaximum im Eozän.

sie sich aber im Falle von Methanhydrat berechnen lässt, also sprich, dass die erste Stufe des Massenaussterbens genau die Temperaturerhöhung gebracht hat, die reichte, um die Lagerstätten in der Tiefsee instabil werden zu lassen.

Gut möglich.

[Spocky]

Bin ich ja beruhigt, dass nicht nur ich das völlig an den Haaren herbei gezogen finde

Da kommen wieder irgendwelche Leute, die mit Erdgeschichte sonst nicht viel zu tun haben, die bei anderen Messungen irgendeinen Zufall entdecken und meinen gleich, das sei ein Beleg.

Was die Methanfreisetzung angeht, so kann es sein, dass die in der Tat nicht direkt nachweisbar ist, sie sich aber im Falle von Methanhydrat berechnen lässt, also sprich, dass die erste Stufe des Massenaussterbens genau die Temperaturerhöhung gebracht hat, die reichte, um die Lagerstätten in der Tiefsee instabil werden zu lassen.

[Liopleurodon]

Jetzt gibt es eine neue Theorie zum P/T-Event:
Methane-spewing Microbe Blamed in Earth's Worst Mass Extinction - Scientific American

Das ganze freigesetzte Mathan wirklich nur von einer Mikrobenart? Da sind die ausgasenden Mathanhydratlagerstätten wirklich glaubhafter, zumal diese Theorie nicht die zwei Phasen erklärt.

Es gibt vor allen Dingen keine Beweise für diese Hypothese. Das ganze ist ein Windei:

1) Der Kohlendioxidanstieg in der Atmosphäre wurde anhand von Sedimenten belegt. Schön, dass sie diese Folge der Vulkanausbüche erneut nachweisen konnten. Aber wo ist der zwingende Bezug zu den Methanogenen?

2) Methanosarcina und Verwandte sollen just zu dieser Zeit neue Stoffwechselgene aufgenommen haben, welche ihnen die Verwertung von Kohlendioxid ermöglichten. Damit wäre ich vorsichtig. Die molekularen Uhren, die man aus genetischen Stammbäumen ableiten kann, sind immer problematisch. Man benötigt dafür eine sehr stabile Kalibrierung und wenn die Mutationsraten doch nicht so konstant sind wie angenommen, dann kann man damit nicht mehr viel anfangen.

3) Sie haben für die fragliche Zeit eine Anreicherung von Nickel in den Sedimenten nachgewiesen. Auch dies ist eine Folge der Vulkanausbrüche, aber hat noch keine zwingende Verbindung zu mikrobiellem Wachstum.

Mein Fazit: Drei schwache Argumente zusammen kombiniert ergeben noch keinen Beweis.