Was uns die Vergangenheit über die Zukunft verrät

Interview mit Senckenberg-Paläozoologe Dr. Markus Wilmsen


Schnecken, Muscheln, Krebse: Als Makroinvertebraten werden wirbellose Tiere ab einer Größe von etwa einem Millimeter bezeichnet – jene also, die mit bloßem Auge zu erkennen sind. Nicht ohne Grund gelten ihre marinen Vertreter als ausgezeichnete „Archive des globalen Wandels“; erzählen die zahlreichen Fossilien doch von den Bedingungen, die vor Millionen von Jahren auf der Erde herrschten. Wie die Erkenntnisse aus der Vergangenheit den Blick in die Zukunft schärfen können, erklärt Dr. Markus Wilmsen. 

Herr Wilmsen, was fasziniert Sie besonders an der Paläozoologie?

Ich bin an der Nordsee aufgewachsen und habe als Jugendlicher viel Zeit an der See und im Watt verbracht. Das Meer mit seinen Lebewesen und den Sedimenten hat mich schon damals fasziniert: die Muschelbänke im Watt bei Niedrigwasser und die Dynamik in einem Priel bei ab- und auflaufendem Wasser zu sehen, oder die Veränderung der Sandbänke nach jeder Tide zu beobachten. Seit damals begleitet mich also ein starkes biologisches Interesse – ganz besonders an wirbellosen Meerestieren wie Muscheln und Schnecken. Die zusätzliche Neugierde für die zeitliche Dimension all dieser biologischen und sedimentologischen Prozesse hat dann tatsächlich ein Erdkundelehrer bei mir geweckt, der ein besonderes Faible für die Geologie besaß.
Die Paläontologie, die Wissenschaft von den Lebewesen in der Erdgeschichte, stellt für mich die ideale Verknüpfung meiner biologischen Interessen mit dem Faktor der geologischen Zeit dar. Als Paläozoologe bin ich immer wieder fasziniert, wie man auf Basis fossiler Belege ehemalige marine Lebens- und Ablagerungsräume detailliert rekonstruieren kann.

Interview Markus Wilmsen
Spannender Geländefund: zwei fossile Nautiliden (Perlboote) aus der mittleren Kreide des Zentralirans. Sie bezeugen die marine Entstehung der Fundschicht.
Interview Markus Wilmsen
Einblicke in die Dresdener paläozoologische Sammlung:  Hier eine Schublade mit kreidezeitlichen Ammoniten. 

Wie kommt es, dass Fossilien von marinen Wirbellosen so gute Archive des vergangenen globalen Wandels sind?

Wie alle heutigen Lebewesen hatten auch die Geschöpfe der erdgeschichtlichen Vergangenheit bestimmte Bedürfnisse an ihre Umwelt. Dabei sind für Meeresorganismen insbesondere physikochemische Umweltfaktoren – wie zum Beispiel der Sauerstoffgehalt, die Temperatur, die Salinität, der Nährstoffgehalt und/oder der pH-Wert des Meerwassers – von großer Bedeutung. Wir kennen die Vorlieben vieler fossiler Meeresbewohner in Bezug auf diese Umweltfaktoren recht gut oder können sie anhand anderer Parameter, sogenannter ‚Proxies‘, abschätzen. Ein Beispiel: Heutige Korallenriffe sind typische biosedimentäre Systeme in den warmen, nährstoffarmen Flachwasserbereichen tropisch–subtropischer Meere. Nach allem, was wir wissen, galten dieselben Umweltfaktoren auch für die Riffsysteme der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Über deren Verbreitung können wir also den äquatorialen Warmwassergürtel in der erdgeschichtlichen Vergangenheit erkennen und in Zeit und Raum verfolgen. Anhand eines Profils von Sedimentgesteinen können wir solche fossilen Gemeinschaften und ihre zeitlichen Veränderungen über ein längeres geologisches Zeitintervall verfolgen. Stellt man dann im räumlichen Vergleich fest, dass dieser Wandel sich in altersgleichen Gesteinen und Fossilien auch überregional, ja sogar weltweit, nachvollziehen lässt, dann bezeugen Fossilien und Sedimentgesteine als natürliche Archive tatsächlich vergangenen globalen Wandel.

Beschränkt sich dies nur auf die Fossilien von Wirbellosen? 

Nein, das gilt nicht nur für meine bevorzugten fossilen Forschungsobjekte – makroskopisch erkennbare wirbellose Meerestiere, also marine Makroinvertebraten – sondern generell für alle Fossilien: Sie sind schlichtweg unverzichtbare Werkzeuge in der Paläo-Umweltforschung. 

Der zeitliche Fokus der Forschung Ihrer Sektion liegt auf der Kreidezeit. 

Genau, wir konzentrieren uns auf die Kreidezeit – den jüngsten Abschnitt des Erdmittelalters – also circa 145 bis 66 Millionen Jahre vor heute. Es fällt übrigens schwer, anhand von fossilen Makroinvertebraten pauschal etwas über das gesamte Erdmittelalter, das sogenannte Mesozoikum, auszusagen. Immerhin umfasst diese erdgeschichtliche Ära fast 190 Millionen Jahre – und da ist eine Menge passiert. Es war aber in vielen Abschnitten deutlich wärmer als heute: insbesondere in der Kreidezeit, welche eine fossile Treibhauswelt repräsentiert.

Scheint, als gebe es noch viel herauszufinden. Sie arbeiten unter anderem am Yazd-Block im Iran. Was macht diese Forschungsregion so spannend?

Die paläontologischen und sedimentären Archive der Kreidezeit besitzen aufgrund ihrer erdgeschichtlichen Rahmenbedingungen eine große Bedeutung für die Diskussion rund um den vergangenen, den heutigen und den zukünftigen globalen Wandel. Über die kreidezeitlichen Ablagerungen und Fossilien im Zentraliran ist bisher sehr wenig bekannt. Um dies zu ändern, arbeiten wir schon seit vielen Jahren in Kooperation mit iranischen Kolleg*innen an der Rekonstruktion der kretazischen Lebens- und Ablagerungsräume in der Region des Yazd-Blocks. Wir wollen dem globalen erdgeschichtlichen Bild auf diese Weise ein weiteres wichtiges Puzzleteil hinzufügen.

Wie kann man sich diese Arbeit vorstellen?

Methodisch ist das ganz klassische Grundlagenforschung, angefangen mit zeitaufwändigen Kartierungen, Profilaufnahmen und Aufsammlungen im Gelände:  Alles in altbewährter Manier; mit Feldbuch, Hammer, Lupe, Gefügekompass und GPS. Später wird anhand geologisch-paläontologischer Laborarbeiten wie Fossilpräparation und Herstellung von Gesteinsdünnschliffen, Fossilbestimmungen, biostratigraphischer Datierung und weiterer Datenauswertung das Gesamtbild stetig verfeinert.

Interview Markus Wilmsen
Auf geologisch-paläontologischer Erkundung in der Kreide von Khur (Zentraliran) – Allradantrieb und mindestens zwei Fahrzeuge sind in der abgelegenen Region absolut notwendig.
Interview Markus Wilmsen
Beeindruckende Landschaften und spektakuläre Geologie: kretazische Sedimentgesteine am Kuh-e-Nevzor nahe Haftoman (Zentraliran). Sie bergen wichtige Erkenntnisse zum Erdsystem der Kreidezeit.

Inwieweit kann uns die Forschung zum Leben vor Millionen von Jahren helfen, die Zukunft unseres Planeten und der darauf lebenden Organismen in Anbetracht des globalen Klimawandels besser zu verstehen?

Im Laufe der Erdgeschichte hat unser Planet schon mehrfach Treibhausphasen durchlaufen, die allesamt in geologischen Ursachen begründet waren. Beispielsweise herrschte aufgrund intensiver plattentektonischer Aktivität und begleitendem Vulkanismus in der mittleren Kreidezeit vor etwa 120 bis 90 Millionen Jahren ein sehr intensives Treibhausklima auf unserer Erde. Begleitet wurde dieses von einem starken Meeresspiegelanstieg und diversen biologischen Krisen – unter anderem ausgelöst durch hohe CO2-Partialdrücke in der Atmosphäre, einen beschleunigten Wasserkreislauf und Sauerstoffarmut in weiten Bereichen des tieferen Ozeans, während in den oberen Wasserschichten eine Versauerung stattfand. Diese Phänomene kommen wohl den meisten bekannt vor, wenn wir an die Prognosen des zukünftigen globalen Wandels denken. Die geologischen und paläontologischen Archive, insbesondere aus der mittleren Kreidezeit, ermöglichen uns also einerseits, Prozesse und das Funktionieren des Erdsystems zu Zeiten eines natürlichen Treibhausklimas zu verstehen. Andererseits können wir mit diesem Wissen mögliche Tipping Points erkennen. Somit können die Prognosen für die zukünftige Entwicklung auf unserem Planeten an erdgeschichtlichen Tatsachen kalibriert und weiter verbessert werden.
 

Zur Person

Markus Wilmsen hat in Berlin Paläontologie und Geologie studiert und sich auf die Erforschung fossiler mariner Makroinvertebraten spezialisiert. Seit 2009 leitet er die Sektion Paläozoologie des Senckenberg Museums für Mineralogie und Geologie in Dresden.