24. Mär. 2020
Typisches Landökosystem im Maastrichtian, der letzten Stufe der Kreidezeit.

Typisches Landökosystem im Maastrichtian, der letzten Stufe der Kreidezeit.

Zu Zeiten der Dinosaurier wurden Riffe von Muscheln gebaut. Die sogenannten Rudisten setzten ähnlich wie die heutigen Korallen Kalkstrukturen in die flachen Bereiche der Meere und brachten ihre offenbar photosynthesetreibenden Symbionten auf diese Art in lichtreichere Regionen nahe der Meeresoberfläche. Mit hochmodernen Untersuchungsmethoden hat ein Team von der Vrijen Universiteit Brussel die Schalen kreidezeitlicher Rudisten untersucht und so Indizien für diese bisher nur vermutete Symbiose gefunden. Außerdem konnten die Forscher sehr genau bestimmen, wie lang damals ein Tag war. Ihre Erkenntnisse haben sie in "Paleo-Oceanography und Paleoclimatology" veröffentlicht.

Der Tag in der Spätblüte der Dinosaurier war 29 Minuten kürzer als heute, das Jahr in der ausgehenden Kreidezeit zählte 372 Tage statt nur 365 und einen Vierteltag wie heute. "Wir wissen von den Astronomen, dass der Erdumlauf um die Sonne das Jahr definiert, und dieser Zeitraum hat sich mit der Zeit nicht wirklich verändert", erklärt Niels de Winter, PostDoc an der Vrije Universiteit Brussel. Ganz anders sei das jedoch mit dem Erdentag. "Dessen Dauer wird von der Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten bestimmt, und die hat im Lauf der Erdgeschichte nachgelassen."

Rudist aus der Maurens-Formation, Südwest-Frankreich.

Rudist aus der Maurens-Formation, Südwest-Frankreich.

Bild: Wikimedia Commons/Wilson44691 (CC0)
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Rudist aus der Maurens-Formation, Südwest-Frankreich.

Bild: Wikimedia Commons/Wilson44691 (CC0)

Grundsätzlich ist das keine Neuigkeit. Physiker wissen schon lange, dass es gar nicht anders sein kann, weil Erde und Mond sich gegenseitig beeinflussen, seit das Duo vor rund 4,5 Milliarden Jahren entstand. "Der Mond bremst die Erdrotation langsam ab, weil er die Tiden hervorruft", so de Winter. Diese Wellen, die heutzutage vor allem in den Ozeanen sichtbar sind, beeinflussen aber sogar die Kontinente und sorgen für die sogenannte Gezeitenreibung, die die Rotationsgeschwindigkeit der Erde abbremst. Bislang haben Physiker und Astronomen diese Bremswirkung berechnet, indem sie von heutigen Werten ausgingen und mehr oder weniger gleichmäßig in die Erdvergangenheit zurückrechneten. Daten aus der geologischen oder paläontologischen Überlieferung, die diese Ergebnisse bestätigten, waren aber rar und häufig ungenau.

"Wir können aber jetzt genau messen, wie es in der Vergangenheit war und damit etwas über die Veränderlichkeiten im System aussagen", so Dierk de Winter. Die Forscher aus Belgien haben zumindest für die späte Kreidezeit Zeugen gefunden, die ziemlich genau die Tageszahl eines Kreidezeitjahres und damit die Tageslänge angeben: Es sind Rudisten, eine Muschelordnung, die zusammen mit den Dinosauriern am Ende des Erdmittelalters ausstarben. Die Forschergruppe kann die bisweilen sehr dicke Schale dieser Muscheln so genau untersuchen, dass sie die Unterschiede zwischen Tag und Nacht herausarbeiten kann. "Eine grobe Schichtung erkennen Sie schon mit bloßem Auge, aber unter dem Mikroskop sehen Sie dann sehr feine, helle und dunkle Lagen, die an Zebrastreifen erinnern", sagt Dierk de Winter. Diese feinen Lagen sind nur 40 Mikrometer dick und kennzeichnen Tag und Nacht. Durch das Abzählen der feinen Schichten innerhalb der groben "Jahresringe" kamen die Paläoklimaforscher auf die Tageszahl eines spätkreidezeitlichen Jahres.

Doch damit war die Auswertung der Fossilien noch nicht beendet. Die Forscher konnten auch eine Hypothese der Paläontologen mit Indizien untermauern: Dass nämlich Rudisten wie die heutigen Korallen mit photosynthetisch aktiven Symbionten zusammenlebten. Mit einem Laser nahm Niels de Winter dann auf aus jedem dieser Tagesringe mehrere Proben und analysierte die chemische Zusammensetzung. Vor allem die Anteile von Magnesium und Strontium, die die Tiere aus dem Meerwasser in ihren Schalen eingelagert hatten, interessierten die Forscher. De Winter: "Wir messen, dass die Unterschiede, die im Tageslauf entstehen, sehr groß sind – größer als die zwischen Sommer und Winter. Mit diesem Ergebnis haben wir nicht gerechnet, denn normalerweise sind die Differenzen zwischen den Jahreszeiten größer als die zwischen Tag und Nacht."

Die Rudisten wuchsen am Tag sehr viel stärker als in der Nacht. Ein Teil dieser Schwankungen lässt sich durch die täglichen Temperaturunterschiede erklären, aber nicht alles. "Diese Tiere müssen sehr empfindlich auf Sonnenlicht reagiert haben", meint Dierk de Winter, "wir nehmen an, dass sie mit Symbionten zusammengelebt haben, mit Algen, die Photosynthese betrieben und sie so mit Nährsoffen versorgt haben."