Millionen Jahre alte Pinguinknochen von Seymour Island liefern überraschend genaue Hinweise darauf, wie sich das Klima der Antarktis einst veränderte. Mit einer zerstörungsfreien Röntgenmethode konnten Forschende chemische Spuren in den Fossilien sichtbar machen und damit den Übergang von einer warmen, feuchten zu einer deutlich kühleren Antarktis nachvollziehen.
Seymour Island vor der Nordspitze der Antarktischen Halbinsel gehört zu den bedeutendsten Fossilienfundstätten der Antarktis. In den Gesteinsschichten der Insel ist eine außergewöhnlich umfangreiche Geschichte der Pinguine aus dem Eozän erhalten. Einige der Fossilien stammen aus einer Zeit vor rund 55 Millionen Jahren, als die Antarktis wesentlich wärmer und feuchter war als heute.
Ein Forschungsteam der China University of Geosciences in Peking hat nun untersucht, ob sich in den fossilen Pinguinknochen nicht nur Informationen über die Tiere selbst, sondern auch über die damalige Umwelt erhalten haben. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Fossil Record veröffentlicht.
Röntgenstrahlen statt zerstörter Fossilien
Da die wertvollen Fossilien möglichst unversehrt bleiben sollen, setzten die Wissenschaftler auf Mikro-Röntgenfluoreszenz, kurz µ-XRF. Dabei wird die Oberfläche der Knochen mit Röntgenstrahlung abgetastet und die Verteilung verschiedener chemischer Elemente sichtbar gemacht. Proben müssen dafür nicht aus den Fossilien herausgeschnitten werden.
Die Analysen zeigten deutliche Unterschiede zwischen Knochen aus verschiedenen geologischen Zeitabschnitten. Besonders die älteren, etwa 55 Millionen Jahre alten Fossilien enthielten deutlich höhere Konzentrationen von Titan, Silizium und Kalium.
Nach Ansicht der Forschenden passen diese Werte zu den warmen und feuchten Bedingungen des frühen Eozäns. Intensive Verwitterung an Land und starke Abflüsse transportierten damals größere Mengen mineralischen Materials in die Küstengewässer. In jüngeren Fossilien aus kühleren Perioden waren diese chemischen Signale wesentlich schwächer ausgeprägt.
Knochen erzählen von ihrer Umgebung
Auch Eisen, Mangan und Schwefel hinterließen charakteristische Spuren. Sie geben Hinweise auf die chemischen Bedingungen in den Meeressedimenten, in denen die Knochen nach dem Tod der Tiere eingebettet und schließlich fossilisiert wurden.
Damit werden die Pinguinfossilien zu einer Art zusätzlichem Klimaarchiv. Bislang werden frühere Umweltbedingungen der Antarktis vor allem anhand von Sedimentkernen, Gesteinen, Mikrofossilien und anderen geologischen Indikatoren rekonstruiert. Die chemische Zusammensetzung fossiler Knochen könnte diese Methoden künftig ergänzen.
Seymour Island eignet sich dafür besonders gut. Die dortigen La-Meseta- und Submeseta-Formationen enthalten eine der weltweit reichsten Abfolgen eozäner Pinguinfossilien. Sie dokumentieren eine entscheidende Phase der antarktischen Klimageschichte, während der sich die Region von relativ warmen und feuchten Bedingungen zunehmend abkühlte.
Damals lebte dort zudem eine erstaunlich vielfältige Pinguinfauna. Unter den bekannten Fossilien befinden sich auch Vertreter riesiger ausgestorbener Pinguine, die heutige Kaiserpinguine deutlich an Körpergröße übertrafen.
Die neue Untersuchung zeigt damit, dass die alten Knochen weit mehr erzählen können als nur die Geschichte ihrer ehemaligen Besitzer. Sie bewahren auch chemische Spuren einer Antarktis, die vor Millionen von Jahren noch eine völlig andere Welt war.
Rosamaria Kubny, PolarJournal