Dinosaurier: Wie Fossilienfunde ihre Entwicklung und ihr Aussterben erklären

Drei separate Linien wissenschaftlicher Befunde erklären die Dinosauriergeschichte: präzise datierte Gesteinsschichten, die zeigen, wann Dinosaurier zum ersten Mal auftauchten, Fossilien, die ihre Knochen und Verhalten bewahren, und Isotopensignaturen in Gesteinen aus dem Ende der Kreidezeit, die identifizieren, was sie auslöschte. Forscher haben alle drei in der vergangenen Dekade mit Methoden verfeinert, die von Uran-Blei-Datierung bis zur Isotopengeochemie reichen.

Ursprünge: Die Triassische Zeitleiste neu schreiben

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) datierten vulkanische Zirkokristalle aus der Chinle-Formation, einer Gesteinsfolge, die sich über Arizona, New Mexico, Utah und Colorado erstreckt, und fanden Dinosaurier in Nordamerika vor etwa 223 Millionen Jahren. Die Methode beruht auf der Messung des Verhältnisses von Uran- zu Blei-Isotopen in Zirkokristallen, die damit beginnen, Blei in einer bekannten Rate zu sammeln, sobald das Mineral entsteht, was Wissenschaftlern ein genaues Alter für das umgebende Gestein gibt.

Diese Entdeckung erschwerte eine frühere Ansicht, dass Dinosaurier nur in Südamerika vor etwa 230 Millionen Jahren entstanden, bevor sie sich anderswo ausbreiteten. Der Geologe Jahan Ramezani, der an der MIT-Studie mitgearbeitet hat, sagte, dass die beiden Kontinente sehr unterschiedliche Evolutionsmuster während dieser Zeit zeigen.

In Südamerika hingegen fanden die Forscher sehr wenig Überlappung zwischen den früheren und späteren Evolutionsstadien von Dinosauriern. Das Team identifizierte auch eine 16-Millionen-Jahre-Lücke in der Fossilienaufzeichnung direkt unter den ältesten bekannten dinosaurierführenden Gesteinen, was bedeutet, dass Dinosaurier möglicherweise noch früher entstanden sind, als aktuelle Fossilien zeigen, wenn Beweise aus diesem Zeitraum nie erhalten blieben oder noch nicht gefunden wurden.

Wie Fossilien Hinweise auf Dinosaurier bewahren

Das Natural History Museum in London erklärt, dass die meisten Dinosaurierfossilien durch einen Prozess namens Versteinerung entstehen. Ein Tier, das in der Nähe eines Sees oder Flusses stirbt, kann schnell in Schlamm, Sand oder Silt begraben werden; der daraus resultierende Sauerstoffmangel verlangsamt die Zersetzung lange genug, damit Grundwasser Mineralien in den Knochen ablagert und ihn schrittweise in Stein verwandelt. Das Museum bemerkt, dass dieser Prozess Millionen von Jahren dauern kann und typischerweise eine schnelle Bestattung erfordert, weshalb Funde selten sind.

• Körperfossilien: erhaltene Knochen, Zähne und Krallen, oft mit einer schwammigen oder wabenartigen inneren Textur, die durch Mineralkristalle hinterlassen wurde.
• Spurenfossilien: Fußabdrücke, Haut- oder Federabdrücke und Koprolithen (versteinerte Ausscheidungen), die Verhalten anstelle von Körperteilen aufzeichnen.
• Abdruck- und Ausgussfossilien: Hohlräume, die entstehen, wenn Grundwasser vergrabene Knochen auflöst, später von Sediment oder Mineralien gefüllt, um einen Abdruck der ursprünglichen Form zu bilden.

Der Asteroid, der das Dinosaurierzeitalter beendete

Die Kreidezeit endete abrupt vor 66 Millionen Jahren, als ein Asteroid auf die heutige Halbinsel Yucatán in Mexiko traf und den Chicxulub-Krater hinterließ. Eine 2024er Studie unter der Leitung von Mario Fischer-Gödde der Universität Köln, berichtet vom Natural History Museum und von Sci.News, maß Ruthenium-Isotope in Kreide-Paläogen-Grenzgesteinen an Stellen wie Spanien, Italien und Dänemark. Die Isotopensignaturen stimmten mit kohlenstoffhaltigen Chondriten überein, anstelle mit den kieselsäurehaltigen Asteroiden, die typisch für das innere Sonnensystem sind, was anzeigt, dass der Einschlag jenseits der Umlaufbahn des Jupiter stammte.

Forscher verglichen die Grenzproben mit Material aus fünf anderen, kleineren Einschlagstrukturen, die zwischen 36 Millionen und 470 Millionen Jahre alt sind, sowie mit alten Einschlag-Sphären-Schichten und zwei kohlenstoffhaltigen Meteoriten, um zu bestätigen, dass die Übereinstimmung spezifisch für das Chicxulub-Ereignis war. Nach Sci.News sagte der Kölner Universitätsprofessor Carsten Münker, ein Mitautor der Studie, dass die Entdeckung den Chicxulub-Einschlag zu einem "sehr seltenen und einzigartigen Ereignis in geologischer Zeit" unter bekannten Asteroideneinschlägen auf der Erde macht.

National Geographic berichtet, dass der Asteroid mit einer Geschwindigkeit von etwa 45.000 Meilen pro Stunde einschlug, große Mengen Staub, Trümmer und Schwefel in die Atmosphäre warf und weltweite schwerwiegende Klimastörungen auslöste. Der gleiche Artikel besagt, dass etwa 76 Prozent aller Arten auf der Erde ausstarben, einschließlich aller nicht-avischen Dinosaurier, während Vögel - von Wissenschaftlern als avische Dinosaurier klassifiziert - überlebten. Sci.News zitiert eine nahe, aber leicht unterschiedliche Zahl und schreibt den Kölner Universitätsforschern eine Feststellung zu, dass der Einschlag und seine Folgen 75 Prozent des Lebens auf dem Planeten auslöschten.

War Vulkanismus auch ein Faktor?

National Geographic bemerkt, dass große Vulkanausbrüche in den Deccan Traps im heutigen Indien die Umweltkrise um etwa die gleiche Zeit wie der Einschlag verschärft haben könnten. Der Bericht besagt auch, dass das Chicxulub-Ereignis das einzige von Earths großen Massensterben ist, das eindeutig mit einem Asteroideneinschlag verbunden ist, da die anderen vier hauptsächlich mit Vulkanaktivität und langfristigen Klimaverschiebungen anstelle eines einzelnen Einschlags assoziiert sind.