Ein plötzlicher Rückgang des Verwitterungsflusses verstärkte das Artinskische Erwärmungsereignis während des späten paläozoischen Eiszeitalters

Wenn sich urzeitlicher Klimawandel in der Gegenwart spiegelt

Lange bevor Menschen fossile Brennstoffe verbrannten, durchlief die Erde eine dramatische natürliche Erwärmung, die gewaltige Eisschilde schmolz und das Klima weltweit veränderte. Diese Studie untersucht jene uralte Episode — das Artinskische Erwärmungsereignis vor etwa 290 Millionen Jahren — und stellt eine heute relevante Frage: Was geschieht, wenn die natürlichen Kühlsysteme des Planeten plötzlich schwächer werden, während die Treibhausgase steigen?

Eine Welt, die aus einem tiefen Frost auftaucht

Vor rund 300 Millionen Jahren war die Erde in einem langen Eiszeitalter gefangen. Riesige Eisschilde bedeckten den südlichen Superkontinent Gondwana, und die Meeresspiegel lagen niedrig. Bereits im frühen Perm bildete sich diese eisige Welt jedoch zurück. Gletscher zogen sich zurück, flache Meere überfluteten Landmassen, und die Tropen wurden heißer und trockener. Geologen bezeichnen eine besonders starke Erwärmungsphase in dieser Zeit als das Artinskische Erwärmungsereignis. Es war geprägt von steigenden Meerestemperaturen, schwindenden Gletschern, dem Zusammenbruch von Sumpfwäldern und unter Stress geratenem Meeresleben — Veränderungen, die dieses Ereignis zu einem der besten urzeitlichen Analogbeispiele für rasche Klimaverschiebungen in unserer eigenen Zukunft machen.

Klimaspuren in uralten Meeresboden-Gesteinen lesen

Die Autorinnen und Autoren untersuchten eine mächtige Schicht Kalkstein, die an einem Kontinentalhang in dem heutigen Südchina abgelagert wurde, das damals nahe dem Äquator lag. Diese Gesteine zeichneten leise Änderungen in der Chemie des Meerwassers und des angrenzenden Festlands auf. Das Team bestimmte Kohlenstoffisotopenverhältnisse in Karbonatmineralen und organischer Substanz, den Anteil organischen Kohlenstoffs, Quecksilberspuren (ein Indikator für vulkanische Aktivität) sowie die chemische Zusammensetzung winziger, landvermittelter Körnchen, die im Kalkstein eingeschlossen sind. Aus diesen Körnchen berechneten sie Verwitterungsindizes — Kennzahlen, die zeigen, wie intensiv Gesteine an Land durch Wärme, Wasser und Luft abgebaut wurden. Zusammengenommen liefern diese Messwerte eine Zeitreihe, wie sich der Kohlenstoffkreislauf, Vulkanismus und Kontinentalverwitterung während Aufbau und Höhepunkt des Erwärmungsereignisses entwickelten.

Vulkane entfachen die Erwärmung, doch Gesteinsverwitterung lässt sie andauern

Die chemischen Signale zeigen, dass im entscheidenden Abschnitt des Artinskischen Erwärmungsereignisses die Kohlenstoffisotopenwerte in den Gesteinen stark fielen, was auf eine schnelle Einspeisung von Kohlenstoff in das Atmosphären–Ozean-System hinweist. Gleichzeitig stiegen die Quecksilberwerte stark an, ein Echo intensiver vulkanischer Aktivität großer magmatischer Provinzen und vulkanischer Bögen. Diese Eruptionen hätten große Mengen Kohlendioxid freigesetzt und die Deglazierung in Gang gesetzt. Aus den Daten geht jedoch noch etwas Überraschendes hervor: Indizes der chemischen Verwitterung stiegen, was zeigt, dass warme, feuchte Bedingungen zunächst den Abbau von Gestein an Land beschleunigten — ein natürlicher Prozess, der normalerweise CO₂ aus der Luft entfernt und das Klima stabilisiert. Um zu verstehen, warum die Erwärmung dennoch verstärkt wurde, nutzten die Autoren ein etabliertes Modell, das Temperatur, Niederschlag und Gesteinsart mit der Menge an CO₂ verbindet, die durch Verwitterung entzogen wird.

Wenn ein natürlicher Thermostat schrumpft

Das Modell konzentriert sich auf dunkle, calcium- und magnesiumreiche vulkanische Gesteine in den Tropen, die beim Verwittern besonders wirksam CO₂ aufnehmen. Indem sie ihre Verwitterungsindikatoren mit Rekonstruktionen darüber kombinierten, wo diese Gesteine nahe dem Äquator lagen und wie viel Land oberhalb des Meeresspiegels freigelegt war, schätzte das Team den gesamten „Verwitterungsfluss“ — die Gesamtleistung dieser Gesteine, CO₂ zu binden. Als die Meere stiegen und Kontinente drifteten, schrumpfte die Fläche exponierter tropischer mafischer Gesteine, obwohl lokale Verwitterungsraten hoch blieben. Ihre Berechnungen zeigen einen anhaltenden Rückgang dieses Verwitterungsflusses in niedrigen Breiten während des Erwärmungsereignisses. Anders gesagt: Der leistungsfähigste natürliche CO₂-Schwamm der Erde wurde plötzlich kleiner, sodass weniger Treibhausgas aus der Atmosphäre entfernt wurde, während die Vulkane weiterhin CO₂ hinzufügten.

Leben und Landschaften unter einem heißeren Himmel

Dieser Doppelstoß — zusätzliches Kohlendioxid aus Vulkanen plus ein geschwächtes Gesteins-Verwitterungssenk — hilft zu erklären, warum das Artinskische Erwärmungsereignis die intensivste Schmelzphase im späten paläozoischen Eiszeitalter wurde. Die Folgen durchdrangen das Erdssystem. Eisschilde zogen sich dramatisch zurück, tropische Gebiete trockneten aus, die Brandaktivität nahm vermutlich zu, und Küstensümpfe, die große Mengen Pflanzenmaterial gespeichert hatten, brachen zusammen. Marine Gemeinschaften, einschließlich komplexer schalentragender Mikrofossilien wie Fusulinen, erlitten erhebliche Verluste. Die Studie legt nahe, dass bei gleichzeitigem Wirken mehrerer Erwärmungsmechanismen das Klima schneller und stärker umschlagen kann als durch eine einzelne Ursache.

Was diese uralte Geschichte für uns bedeutet

Für Nicht‑Spezialisten ist die Kernbotschaft klar: Das Klima der Erde wird nicht nur davon bestimmt, wie viel Kohlenstoff in die Luft gelangt, sondern auch davon, wie effektiv die Oberfläche des Planeten diesen Kohlenstoff wieder entziehen kann. Während des Artinskischen Erwärmungsereignisses erhöhten vulkanische Emissionen das CO₂, während steigende Meere und wandernde Kontinente stillschweigend die Fläche hoch reaktiver Gesteine verringerten, die normalerweise zur Abkühlung beitragen. Diese Kombination verstärkte die Erwärmung und trieb eine tiefgreifende Umorganisation von Klima und Ökosystemen voran. Heute fügt die Menschheit der Atmosphäre Kohlenstoff noch schneller hinzu als urzeitliche Vulkane und verändert zugleich Landschaften, die Verwitterung und Kohlenstoffspeicherung beeinflussen. Der urzeitliche Befund warnt: Wenn natürliche Bremsen der Erwärmung schwächer werden, während das Beschleunigen vollastet ist, kann das Klimasystem abrupt und langfristig reagieren.

Zitation: Sun, S., Chen, A., Ogg, J.G. et al. An abrupt drop in weathering flux amplified the Artinskian Warming Event during the Late Paleozoic Ice Age. Commun Earth Environ 7, 257 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03288-3

Schlüsselwörter: urzeitliche Klimaerwärmung, Gesteinsverwitterung, vulkanisches CO2, Deglazierung des Eiszeitalters, permi­sche Erdgeschichte