Das Massensterben am Ende der Trias vor 201 Millionen Jahren steht im Zusammenhang mit Vulkanaktivitäten, die durch das Auseinanderbrechen von Pangäa ausgelöst wurden und enorme Mengen anCO₂in die Atmosphäre schleusten, was zu einer extremen globalen Erwärmung um 5 bis 10 Grad Celsius führte. Infolgedessen brach die von Bäumen dominierte Vegetation zusammen, und die stark gestörten Landschaften wurden von Farnen besiedelt, die über weite Teile des heutigen Nordwesteuropas hinweg Savannen bildeten. Neue Forschungsergebnisse eines internationalen Teams unter der Leitung von Geowissenschaftlern der Universität Utrecht, die am 21. Juli 2026 in „Nature Geoscience“ veröffentlicht wurden, haben ergeben, dass diese Farn-Savannen anfällig für großflächige Brände waren, wobei die Farne selbst als Brennstoff dienten, der die Flammen anfachte.
Wie man Waldbrände über lange Zeiträume hinweg nachverfolgen kann
Das Forschungsteam hatte Zugang zu außergewöhnlichem Sedimentmaterial aus vier Bohrkernen, darunter ein kürzlich im Vereinigten Königreich entnommener, 640 Meter langer Kern. Das Team erstellte Paläobrandaufzeichnungen auf der Grundlage des Vorkommens von fossiler Holzkohle und organischen Molekülen, die sich im Rauch von Waldbränden bilden – den sogenannten polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK).
Kernabschnitt aus dem Bohrkern „Prees-2“, der 2021 im Vereinigten Königreich entnommen wurde. Foto: Teuntje Hollaar.
In Kombination mit Pollen- und Sporenfunden zeigen diese Proxy-Daten eine Phase intensiver Waldbrandaktivität während des Hauptaussterbezeitraums, die mit der Verbreitung von Farnen zusammenfällt. Allerdings können Holzkohlefunde falsch interpretiert werden, wenn größere Holzkohlestücke in der Probe in kleinere Fragmente zerfallen. Ebenso landen die bei Waldbränden freigesetzten PAK nicht unbedingt in der Nähe der Brände, und die Moleküle bleiben möglicherweise gar nicht erhalten. Das Team entwickelte daher eine neuartige Methode, um Waldbrandaktivitäten in der geologischen Vergangenheit nachzuverfolgen.
„Der neuartige Ansatz dieser Studie bestand in der Analyse von Farbveränderungen an organischen Mikrofossilien“,erklärtDr. Bas van de Schootbruggevon der Universität Utrecht, einer der leitenden Autoren der Studie. „Wir haben eine einfache und sehr kostengünstige Methode verwendet, mit der sich die ‚Dunkelheit‘ von fossilem Pollen und Sporen quantifizieren lässt – den sogenannten Palynomorph Darkness Index.“
„Dieses Phänomen hat uns ziemlich verwirrt.“
Dr. Bas van de Schootbrugge
Ausmalvorlagen
Normalerweise kann sich die Farbe organischer Mikrofossilien ändern, wenn sie in Sedimenten vergraben werden, was auf Druck- und Temperaturveränderungen zurückzuführen ist. Da Sedimente im Laufe der Zeit immer tiefer vergraben werden, steigt die Temperatur mit zunehmender Tiefe an, wodurch das darin eingeschlossene organische Material zunehmend „gekocht“ wird. Je tiefer, desto dunkler.
„Hier haben wir jedoch ein ganz anderes Muster festgestellt“, sagt Van de Schootbrugge. In den ältesten, tiefsten Proben der Bohrkerne sind Pollen und Sporen hell gefärbt, während Pollen und Sporen aus dem Aussterbeintervall selbst zunehmend extrem dunkelbraun werden. Nach dem Aussterben kehren die Farben wieder zu einem hellen Gelb zurück. „Dieses Phänomen hat uns ziemlich verwirrt, da es in allen vier Bohrkernen genau zur gleichen Zeit auftritt; es kann also nicht mit der Vergrabung der Sedimente zusammenhängen, da die vier Becken eine sehr unterschiedliche geologische Geschichte hatten“, erklärt Van de Schootbrugge.
Beispiele für fossile Farnsporen aus der Zeit vor und nach dem Massensterben am Ende des Trias (links) sowie fossile Farnsporen aus dem „Fern Spike Interval“, die durch Verkohlung während von Waldbränden dunkler geworden sind. Fotos: Bas van de Schootbrugge.
Die „Dark Zone“
Der Palynomorph-Dunkelheitsindex nutzt das RGB-Farbspektrum, das mit einer an einem Lichtmikroskop angebrachten Kamera gemessen wird, und wandelt es in einen durchschnittlichen Graustufenwert um, der sowohl zwischen Proben innerhalb eines Bohrkerns als auch zwischen Bohrkernen aus verschiedenen Standorten verglichen werden kann. Das Team ermittelte 15.000 Messwerte sowohl aus Pollen als auch aus Sporen von Pflanzen, die vor, während und nach dem Massensterben vorkamen. Durch den Vergleich von Baumpollen und Farnsporen war es möglich, biologische Effekte auszuschließen, die spezifisch für bestimmte Pflanzengruppen sind.
„Alle Pflanzengruppen weisen denselben Effekt auf, was ein deutlicher Hinweis darauf ist, dass dies das Ergebnis einer äußeren Einwirkung war.“ Durch den Vergleich der Farbveränderungen an den Mikrofossilien mit anderen Brandindikatoren erkannte das Team, dass diese „dunkle Zone“ auf lang anhaltende und intensive Waldbrände im Zeitraum des Farn-Spikes hindeutete. „Die Verdunkelung deckt sich genau mit dem Farn-Spike, dem Hauptzeitraum des Artensterbens sowie dem erhöhten Vorkommen von Holzkohle und PAKs.“
„Farne sind wirklich bemerkenswerte Pflanzen.“
Dr. Bas van der Schootbrugge
Das Inferno der Trias
Das explosive Wachstum der Farne während des Haupt-Aussterbezeitraums war das Ergebnis einer Kombination verschiedener Faktoren, darunter Entwaldung, Bodenerosion, starke Erwärmung durch den Treibhauseffekt und Waldbrände. Van de Schootbrugge: „Farne sind wirklich bemerkenswerte Pflanzen, die im Laufe der Erdgeschichte viele Krisen überstanden haben, und manche Arten können sich an einige der extremsten Lebensräume anpassen. Man kann sie als echte Katastrophenarten bezeichnen.“
Einige Farne können sich rasch in gestörten Landschaften ausbreiten, und Waldbrände können diese Ausbreitung noch weiter und schneller vorantreiben. Zwar verbrennen Farne zwar, doch können sie aus ihren unterirdischen Wurzelsystemen schnell nachwachsen und verdrängen dabei andere Pflanzen. Dieser Effekt spielte wahrscheinlich eine wichtige Rolle für die Dauer des Farn-Booms, der schätzungsweise zwischen 40.000 und möglicherweise sogar bis zu 300.000 Jahren andauerte.
Farne besiedeln als Pioniere die gestörte Landschaft, nachdem ein Großbrand im Jahr 2022 den Nationalpark „Böhmische Schweiz“ (Tschechische Republik) heimgesucht hatte. Foto: Bas van de Schootbrugge.
Feuerleitern
„Wenn die Farne austrocknen, dienen die dichten Matten als idealer Brennstoff, der massive Waldbrände auslöst“, erklärt Van de Schootbrugge. Unkraut und Pionierfarne bildeten weitläufige Farnsavannen, wobei einige Arten als ‚Feuerleitern‘ fungierten und gleichzeitig andere Vegetation erstickten. „Die Farne reagierten auf die Brände und lieferten den Brennstoff, der die Flammen anfachte, wodurch wiederholt massive Waldbrände ausgelöst wurden. Eine wahrhaft höllische Welt.“
„Die Lehre, die wir daraus ziehen können, ist, dass die Kombination aus Klimawandel, Entwaldung und der Ausbreitung opportunistischer Arten alle Voraussetzungen für eine perfekte Sturmkonstellation schaffen kann“, fasst Van de Schootbrugge zusammen.