02. Nov. 2018
Sandwich Bluff auf Vega Island vor der Antarktischen Halbinsel.

Sandwich Bluff auf Vega Island vor der Antarktischen Halbinsel.

Die gewaltige Eiskappe des Südpols ist ein vergleichsweise junges Merkmal unseres Planeten. Wo heute 70 Prozent der irdischen Süßwasservorräte in Form von kilometerdicken Gletschern sitzen, gab es noch vor 35 Millionen Jahren Wälder, Sümpfe und ein ausgedehntes Binnenmeer, die ein vielfältiges Tierleben ermöglichten. Pflanzen wie Tiere mussten zwar stets mit einer fast halbjährigen Dunkelheit zurechtkommen, doch das hinderte weder riesige Dinosaurier noch flinke Säugetiere daran, sich den Kontinent über dem Südpol zu erschließen.

Erst vor rund 50 Millionen Jahren geriet das Leben am Südpol unter Druck. Nach jüngsten Daten von der indisch-pazifischen Küste der Antarktis breiteten sich schon damals die ersten Gletscher in der Ostantarktis aus. Es folgte eine längere Periode von immer ausgedehnteren Vergletscherungen, in der sich die Eismassen aber auch wieder aus großen Gebieten des Kontinents zurückzogen. Vor rund 30 Millionen Jahren war das Eishaus am Südpol vollendet, wenn auch noch nicht umfassend und andauernd mit Gletschern bedeckt. Sie bedecken die Antarktis erst seit sechs Millionen Jahren stabil mit Eis. Damit hat sie sich stärker verändert als jeder andere Kontinent der Erde. Nur an ihren Rändern können Paläontologen heutzutage Hinweise auf die früheren Bewohner des Südpolkontinents finden.  

Ammonit in der Antarktis

Ammonit in der Antarktis.

Bild: Antarctic Peninsula Palaeontology Project/Eric Gorczak
Vegavis iaai ist der früheste moderne Vogel und wurde auf Vega Island in der Antarktis gefunden.

Vegavis iaai ist der früheste moderne Vogel und wurde auf Vega Island in der Antarktis gefunden.

Bild: NSF/Julie Clarke
Ein staubtrockenes Trockental am Fuße des Sandwich Bluff auf Vega Island in der Antarktis.

Ein staubtrockenes Trockental am Fuße des Sandwich Bluff auf Vega Island in der Antarktis.

Bild: Antarctic Peninsula Palaeontology Project/Meng Jin
Der größte Teil von Vega Island ist weiterhin bedeckt von Eis und Schnee.

Der größte Teil von Vega Island ist weiterhin bedeckt von Eis und Schnee.

Bild: Antarctic Peninsula Palaeontology Project/Joe Sertich
1 / 4

Ammonit in der Antarktis.

Bild: Antarctic Peninsula Palaeontology Project/Eric Gorczak

Vegavis iaai ist der früheste moderne Vogel und wurde auf Vega Island in der Antarktis gefunden.

Bild: NSF/Julie Clarke

Ein staubtrockenes Trockental am Fuße des Sandwich Bluff auf Vega Island in der Antarktis.

Bild: Antarctic Peninsula Palaeontology Project/Meng Jin

Der größte Teil von Vega Island ist weiterhin bedeckt von Eis und Schnee.

Bild: Antarctic Peninsula Palaeontology Project/Joe Sertich

"Zwischen 2009 und 2016 war ich dreimal in der Antarktis und habe jedes Mal ein paar Inseln in der Weddellsee besucht, vor der Küste der Antarktischen Halbinsel: Vega-Island, James-Ross-Island, Seymour-Island und Snow-Hill-Island", erzählt der Dinosaurier-Spezialist Matthew Lamanna, Kurator am amerikanischen Carnegie-Naturkundemuseum in Pittsburgh. Das Gestein, das während der kurzen Sommermonate auf diesen Inseln freiliegt, enthält Fossilien, die von einer ganz anderen Antarktis erzählen. Entenschnabelsaurier und Beuteltiere hat Lamanna bereits gefunden, Überreste von Nadelbäumen, Scheinbuchen und Gingkos, Palmfarnen und Moosen, Farnen und Schachtelhalmen. Und in den warmen Meeren an seinen Küsten jagten gigantische Meeresreptilien nach Ammoniten und Fischen.

Blühende Sauriergemeinschaften

Lamanna gehört zum Leitungsteam des "Antarctic Peninsula Paleontology Project", das seit 2006 die Vergangenheit der Region zu entschlüsseln versucht. "Am meisten interessiert uns das Ende der Saurier- und der Beginn der Säugetierära", erklärt er. Seymour Island gehört zu den wenigen Stellen der Erde, an denen man Fossilien über die Kreide-Paläogen-Grenze hinweg überliefert findet. In der Kreidezeit war es in Antarktika wohl ziemlich warm und regnerisch. Im Vergleich zum Wärmeoptimum während des Jura hatten sich allerdings Jahreszeiten entwickelt, und die Winter konnten empfindlich kalt werden. Doch wegen des Binnenmeeres war es selbst dann nicht harsch. "Am Ende der Saurierzeit", so Lamanna, "waren die Durchschnittstemperaturen in der Antarktis vielleicht mit denen in Seattle oder Vancouver vergleichbar."

Die Fossilien verraten, dass gegen Ende der Kreidezeit ganz unterschiedliche Dinosaurier auf dem Kontinent über dem Pol lebten. Etwa die Hadro- oder Entenschnabelsaurier, Pflanzenfresser, die aus Eurasien und Nordamerika stammten. Ein anderer Pflanzenfresser war Antarctopelta: ein stämmiger, relativ kleiner Saurier - nur vier Meter groß, von Kopf bis Fuß mit Knochenplatten gepanzert. Zwar gab es in der Antarktis unter den Dinosauriern auch Raubtiere. Doch es waren vor allem die Pflanzenfresser, die sich dort wohl fühlten: selbst die langhalsigen Titanosaurier, die zu den Giganten der Kreidezeit zählten.

"Um Pflanzenfresser von einer solchen Körpermasse zu ernähren, muss schon viel wachsen", sagt Matthew Lamanna. Doch, so sehr Antarktika damals von den Temperaturen her selbst riesigen Pflanzenfressern etwas zu bieten hatte, wie stand es mit der Nahrungsgrundlage im Winterhalbjahr? Wie konnten da Pflanzen wachsen, Dinosaurier leben? Ein halbes Jahr Dunkelheit, ohne Photosynthese und damit ohne Primärproduktion. Heute gibt es nirgends auf der Welt einen Ort, an dem solche Verhältnisse herrschen. "Viele Leute haben versucht, das zu erklären, aber es ist weiterhin ein Rätsel", erklärt Ross MacPhee vom American Museum of Natural History in New York.

Pflanzen passten sich an Winternacht an

Allein, wie sich Pflanzen über mehrere Monate ohne Sonne halten können, ist ein Problem. "Vielleicht könnte uns die Arktis heute da als Vorbild dienen", so MacPhee, "am Ende der Wachstumsphase im Sommer stellen sich die Bäume auf die winterliche Ruhephase ein. Und obwohl es extrem kalt wird, überleben sie aufgrund ihrer Anpassungen und treiben wieder aus, sobald es wieder wärmer wird, und das Leben geht weiter." 260 Millionen Jahre alte Baumfossilien aus dem Transantarktischen Gebirge zeigen, dass die Pflanzen den abrupten Wechsel innerhalb eines Monats von der Mitternachtssonne zur Polarnacht und zurück gut bewältigten.

Auch die Tiere scheinen die Umstellung gut bewältigt zu haben. Sie könnten Winterschlaf gehalten haben, vermutet MacPhee. In den Knochen der Dinosaurier hat man gesehen, dass sie das Wachstum für ein paar Monate einstellten. Winterschlaf ist keineswegs ein Phänomen kalter Klimazonen: So ziehen sich heute die Fettschwanzmakis auf Madagaskar während der nahrungsarmen Trockenzeit in Baumhöhlen zurück und stellen ihre Körper auf Sparflamme um. Die Lemuren sind dann kalt, unbeweglich und atmen höchstens alle paar Minuten einmal. Möglicherweise wanderten aber die großen Pflanzenfresser auch in niedrigere Breiten, sobald der Winter kam. Vergleichbares kennt man von den Karibus und Rentieren der Nordhalbkugel.

Fossilienparadies vor der Antarktischen Halbinsel

Vega Island vor der Ostküste der Antarktischen Halbinsel ist einer der bedeutendsten Fundorte für Fossilien aus dem späten Dinosaurierzeitalter. Neben großen Sauriern und noch größeren Meeresreptilien fanden US-Forscher hier auch die frühesten neuzeitlichen Vögel der Art Vegavis iaai, die enger mit den heutigen Vögeln als mit Archaeopteryx und seinen Zeitgenossen verwandt sind. Auch sie lebten am Ende des Erdmittelalters, und sie überlebten das Ende der Dinosaurier. "Wir wissen nicht, warum sie das Massenaussterben überlebt haben, während alle anderen hinweggerafft wurden", berichtet Julia Clarke von der University of Texas in Austin. Durch reinen Zufall ist die heute trostlose und weitgehend eisbedeckte Insel ein einmaliges Fenster in die frühe Geschichte der modernen Vögel.

Vegavis iaai wies etliche Merkmale moderner Enten und Gänse auf, insbesondere am Schultergürtel und Becken, an den Flügelknochen und Unterschenkeln. Julia Clarkes Analyse des fossil überlieferten Stimmorgans hat sogar verraten, dass er wie eine Gans geklungen haben muss. Ernährt hat er sich von Fischen, anderen Meerestieren und Algen, deshalb dürfte ihm die Polarnacht wenig ausgemacht haben. Das Beispiel des Stammvaters aller modernen Vögel zeigt, wie außergewöhnlich die damalige Fauna der Antarktis gewesen ist. "Anders als überall sonst auf der Welt scheint in der späten Kreidezeit die Vogelfauna dort von Angehörigen der modernen Linien und ihren Verwandten dominiert worden zu sein", erläutert Matthew Lamanna. Da sonst nirgends so frühe moderne Vögel gefunden wurden, könne es daher sein, so Lamanna, "dass die modernen Vögel aus der Antarktis stammen." Die Hypothese: Die Ahnen der modernen Vögel überlebten in der Antarktis, weil sie bereits durch die Polarnacht an die Lebensbedingungen in dieser schwierigen Zeit gewöhnt waren, die nach dem Asteroiden-Einschlag herrschten.

Moderne Vögel entwickelten sich schnell

Und die Evolution der Vögel ging anscheinend schnell voran. Fünf Millionen Jahre nach dem Massenaussterben tauchte der erste Pinguin auf Seymour Island auf: "Es gab damals viele unterschiedliche Pinguine, manche wurden anderthalb Meter groß, während andere winzig blieben", erklärt Julia Clarke, "diese große Vielfalt entwickelte sich in einer Welt, die bereits kühler war als während der Kreidezeit, doch es gab noch nicht viel Eis." Neben den Vögeln breiten sich auch die Säugetiere aus. Denn noch hat die Antarktis Kontakt zu anderen Kontinenten. Die Landbrücke nach Südamerika wird erst vor frühestens 45 Millionen Jahren, also 20 Millionen Jahre nach dem Ende der Dinosaurier abreißen. Solange konnten Landlebewesen ungehindert auf den Südkontinent wandern.

"Wir finden dort Angehörige der Südamerikanischen Huftiere, ausgestorbene Säugetiere, die Ähnlichkeiten mit Kamelen oder Flusspferden hatten und die weitläufig mit den modernen Pferden und Tapiren verwandt sind, berichtet Ross MacPhee von American Museum of Natural History in New York. Auch die Beuteltiere hatten diese Brücke genutzt, nachdem sie vor 125 Millionen Jahren in China entstanden waren und sich dann über die beiden Amerikas bis nach Australien und Papua-Neuguinea ausgebreitet hatten.

Das endete erst, als die Landverbindung nach Südamerika riss und sich der Antarktische Zirkumpolarstrom bildete. Diese starke Meeresströmung isolierte den Kontinent vom Rest der Welt und kühlte ihn zunehmend ab. Die Gletscher, die bis dato nur zeitweise vorgestoßen waren, blieben immer länger und schließlich zogen sie sich gar nicht mehr zurück. "Bis vor 35 Millionen Jahren lebten Landsäugetiere in Antarktika, doch dann verlieren sich ihre Spuren", so Ross MacPhee, "wir vermuten, dass es da zu kalt für sie geworden war - und sie konnten bis heute nicht zurückkehren."