Forschungsprojekte in der Paläontologie:Die Kreide-Tertiär-Grenze in Chubut/PatagonienEin Beitrag von Wolfgang Kießling, Jürgen Kriwet, R.A. Scasso und F.A. Medina (Buenos Aires) Für die meisten Laien ist heute klar, dass das Aussterben der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit mit einem großen Knall vollzogen wurde. Der Einschlag eines gewaltigen Meteoriten ist nach der allgemein bekannten Theorie für eines der größten Massenaussterben verantwortlich, indem er große Mengen Staub und Aerosole in die Atmosphäre eintrug und damit zu einer extremen Verringerung des einfallenden Sonnenlichts und starken Klimaveränderungen führte. Unter Fachkollegen ist die Ursache für den Faunenschnitt jedoch noch immer umstritten, ja einige bezweifeln sogar, dass es überhaupt ein plötzliches Aussterben gab. Der heutige Kenntnisstand zum Massenaussterben mariner Makroinvertebraten an der Kreide-Tertiär-Grenze (KT-Grenze) beruht vor allem auf der Untersuchung tropischer und subtropischer Faunen. Aussterbemuster in höheren Breiten sind bislang nur auf der Nordhemisphäre und in der Antarktis ausreichend dokumentiert (Kiessling & Claeys, 2001). Wir wollen mit detaillierten Geländeuntersuchungen an KT-Profilen im südlichen Argentinien (Chubut, Patagonien)
Dokumentation Unser Untersuchungsgebiet liegt bei Paso del Sapo, inmitten der Chubut-Provinz in Patagonien/Argentinien. Die Region um Paso del Sapo, malerisch am Rio del Chubut gelegen, zeichnet sich durch überwiegend klastische Sedimente aus, die im flachen Meer und in Deltas abgelagert wurden.
Das Paläogen unterscheidet sich in der Zusammensetzung der Fischfauna deutlich von der des Maastricht. Es dominieren zwar ebenfalls Sandtigerhaie, aber keine der im Maastricht vorkommenden Arten war bisher nachzuweisen. Zu den seltenen Faunenelementen gehört ein dem rezenten Makrelenhai nahestehender Lamnide. Zähne einer einzigen Rochenart, die bisher nicht im Maastricht Patagoniens bekannt ist, sind im Paläogen häufig und immer mit einem kleinwüchsigen Sandtigerhai assoziiert. Knochenfische sind nur durch isolierte, aber mitunter diagnostizierbare Knochen (z.B. Wirbel) belegt. Insgesamt stellt die Fischfauna des Paläogens nach vorläufigen Untersuchungen eine für flachmarine Bereiche typische Assoziation dar. Unterschiede zum Maastricht finden sich besonders im Fehlen großer, epipelagischer Räuber und dem ersten Auftreten myliobatiformer Rochen. Supraspezifische Taxa, die sowohl im Maastricht als auch im Paläogen in der Umgebung des Rio del Chubut vorkommen, sind unter anderem Squatina, Carcharias und Paraorthacodus.
Charakteristisch in den Profilen um Paso del Sapo ist im Dan eine Bank, die ausschließlich aus Turritella besteht (siehe Abbildung rechts). Es ist noch zu früh Aussagen zu ökologischen Veränderungen bei den Invertebraten zu machen, es scheint jedoch, dass hier kaum Veränderungen an der Kreide-Tertiär-Grenze stattfanden, obwohl die Aussterberaten relativ hoch waren. Lediglich die Bedeutung der epifaunalen Muscheln scheint etwas anzusteigen. Quantiativ-horizontierte Beprobung Die Fossilhorizonte sind unregelmäßig im Profil verteilt und haben vertikal Abstände im Meter- bis Dekameter-Bereich. Deshalb kann das letzte Auftreten einer Art keinesfalls mit dessen Aussterben _________________ Bild rechts : Die Wahrscheinlichkeit des Aussterbens innerhalb eines Zeitintervalls kann am besten mit Hilfe der von Marshall (z.B. 1990) erarbeiteten Methode bestimmt werden. Je öfter eine Art in einem vertikalen Profil gefunden wird, desto genauer kann das tatsächliche Aussterben mit hoher Wahrscheinlichkeit ermittelt werden. Diese Methode ist praktisch eine quantitative Bestimmung des Signor-Lipps-Effekts. Im Beispiel kann nur für Taxon B das Zeitintervall des Aussterbens auf einen vertretbaren Profilbereich eingegrenzt werden. Ähnliche Modelle, die auch Faziesveränderungen berücksichtigen, werden von unserer Arbeitsgruppe in Patagonien angewandt.
Die quantitative Beprobung verfolgt auch den Zweck, ökologische Veränderungen an der Kreide-Tertiär-Grenze aufzuspüren. Wie neue Untersuchungen zur Unvollständigkeit des Fossilberichts ergeben haben, machen Zahlenwerte alleine wenig Sinn, um Aussterbeereignisse zu verstehen. Globaler Kontext Eine bereits existierende, umfassende paläogeographische Datenbank zur KT-Grenze und eine Datenbank über fossile Fische der Südhemisphäre werden für die globale Analyse zum Einsatz kommen. Derzeit erscheint das Aussterben von Mollusken global wenig selektiv verlaufen zu sein (Jablonski & Raup, 1995). Dies gilt sowohl ökologisch als auch geographisch. Bei den Muscheln (ohne Rudisten) starben global 42% der Gattungen aus. Obwohl dieser Prozentsatz regional schwankt, ist kein deutliches Muster erkennbar, das auf systematische geographische Trends hinweist (z.B. abnehmende Aussterberaten mit zunehmender Entfernung vom Chicxulub-Krater in Mexiko). Unser Projekt soll dazu beitragen die Hypothese zu testen, dass die Effekte des Meteoriteneinschlags auf der Südhemisphäre größer waren, als auf der Nordhemisphäre (Schultz & D’Hondt, 1996).
Bild: Nach geographischen Regionen unterteilte Aussterberaten von Muscheln an der Kreide-Tertiär-Grenze. Die Größe der Kreise reflektiert die Anzahl der im Maastricht vorkommenden Gattungen. Grün markiert den Prozentsatz an überlebenden Gattungen, rot steht für die aussterbenden Gattungen. Patagonien ist mit einem Pfeil markiert.
Literatur Jablonski, D., and Raup, D. M., 1995, Selectivity of end-Cretaceous marine bivalve extinctions: Science 268, p. 389-391. email: wolfgang.kiessling@museum.hu-berlin.de, kriwet.smns@naturkundemuseum-bw.de Adressen: Museum fuer Naturkunde, HU Berlin, Invalidenstr. 43, 10115 Berlin Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Rosenstein 1, 70191 Stuttgart
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Die Kreide-Tertiär-Grenze liegt innerhalb der Lefipan-Formation, die als Makrofossilien fast ausschließlich Mollusken (Muscheln und Schnecken) und Fischreste führt. Im Maastricht herrscht eine reiche Fauna mit teilweise sehr großen Muscheln und Schnecken vor. Autochthone Vergesellschaftungen werden von sedimentgrabenden Muscheln und Austernbänken dominiert. Haifische sind durch große Räuber (z.B. Serratolamna sp.) und eine Anzahl kleinwüchsiger Heringshaie (z.B. Sandtiger, Nasenhaie) repräsentiert. Von Knochenfischen wurden nur isolierte Knochen von Teleostiern gefunden. Die Kreide-Tertiär-Grenze ist im Gelände durch das Verschwinden der im Maastricht sehr häufigen Trigonien und der cretoxyrhiniden Haie gekennzeichnet.
In den paläobiogeographischen Faunenbeziehungen der Mollusken vollzog sich zwischen Maastricht und Dan ein markanter Umbruch: Während die Maastricht-Assoziationen viele Arten beinhalten, die für die Südhemisphäre charakteristisch und weit verbreitet sind (Weddell-Provinz), ist die Dan-Assoziation durch einen hohen Anteil an endemischen Arten gekennzeichnet. 
gleichgesetzt werden. Den theoretischen Hintergrund für die Ermittlung von Konfidenzintervallen auf stratigraphische Reichweiten hat Charles Marshall von der Universität Harvard geliefert. Dieses Verfahren kann aufgrund der quantiative-horizontierten Beprobung direkt auf die Lefipan-Formation angewandt werden. Die vertikalen Verteilungsmuster der aussterbenden Muschelgattungen (Pterotrigonia und Pacitrigonia) deuten derzeit darauf hin, dass das Aussterben plötzlich und innerhalb eines auf ca. 15 m eingrenzbaren Intervalls stattfand (Fall B in der Abbildung).