Wilde Gebirgsflüsse und trockene Ströme

Wissenschaftler:innen haben im Rahmen des BROMACKER-Projekts bedeutende Fortschritte bei der Erforschung des Tambacher Beckens erzielt. Mithilfe von Forschungsbohrungen konnten sie erstmals vollständige Abfolgen der Ablagerungen dieses bedeutenden geologischen Gebiets analysieren. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

Wie sah der Lebensraum der Ursaurier vor 294 Millionen Jahren aus? Wie hat sich die damalige Landschaft im Tambacher Becken entwickelt? Und: können wir daraus etwas für unser heutiges Klima ableiten? Dank wissenschaftlicher Bohrungen bei Finsterbergen und Tambach-Dietharz im Rahmen des BROMACKER-Projekts in den Jahren 2022 und 2023 können Wissenschaftler:innen diese Fragen nun teilweise beantworten.

Die Antwort liefern 200, bzw. 250 Meter lange Sedimentbohrkerne – eine Art Archiv der Schichten. Aus ihnen können die Forscher:innen ablesen, wie sich die Sedimente räumlich und zeitlich abgelagert haben, bzw. wie sich die Umweltbedingungen während des frühen Perms entwickelt haben. Die Bohrstellen wurden gezielt ausgewählt, um vollständige Sedimentabfolgen der Tambach-Formation zu gewinnen und diese mit regionalen Aufschlüssen sowie der Ausgrabungsstätte Bromacker in Beziehung zu setzen.

Die Bohrkerne zeichnen eine Landschaft nach

Die Ergebnisse zeigen, dass das Gebiet zunächst von wilden Gebirgsflüssen aus einem Hochgebiet östlich von Tambach geprägt war. Diese Flüsse, die das ganze Jahr über Wasser führten, schnitten bis zu 100 Meter tiefe Canyons in das Hochgebiet und lagerten grobe Gerölle im Vorland ab. Mit der fortschreitenden Abtragung nahmen das Relief und damit die Kraft der Flüsse ab, doch sie führten weiterhin ganzjährig Wasser und überfluteten das Tambach-Becken regelmäßig. Die Gesteine des Bromacker-Sandsteins, in dessen Niveau auch die Fundstelle liegt, zeigen Anzeichen für ein zeitweises Austrocknen der Flüsse, während in Regenzeiten dennoch große Bereiche des Beckens überflutet waren. 

Zugleich fanden die Forschenden in den Ablagerungen Gesteinsbruchstücke aus einem neu entstandenen Mittelgebirge westlich des Beckens – ein Hinweis auf tektonische Umwälzungen in der Region. Die zunehmende Größe dieser Bruchstücke spiegelt den zunehmenden Höhenunterschied zu diesem aufsteigenden Mittelgebirge wider. Die Art, wie die Ablagerungsgesteine übereinandergestapelt sind, zeigt, dass diese durch unregelmäßig wasserführende Ströme abgelagert wurden – vergleichbar mit heutigen Flusssystemen in sehr trockenen Regionen wie zum Beispiel Mittelasien.

Diese Umweltverhältnisse hatten einen maßgeblichen Einfluss auf die dort lebenden Tiere und Pflanzen. Die Funde am Bromacker deuten darauf hin, dass das Klima zunehmend trockener und saisonaler wurde, und die Lebewesen sich diesen neuen Verhältnissen anpassen konnten.

„Die Bohrungen haben uns die Möglichkeit gegeben, die verschiedenen Ablagerungsbedingungen und deren Entwicklung in Zeit und Raum nachzuvollziehen, wie es uns vorher nicht annähernd möglich war“, sagt Erstautor Jakob Stubenrauch, Doktorand am Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Damit können wir auch den Bromacker immer besser in den Kontext einer Entwicklung von Umweltbedingungen setzen. Die Lebewesen, die wir am Bromacker finden, lebten in einem Lebensraum, der nicht nur trocken und saisonal war, sondern vor allem immer trockener und saisonaler wurde."

Derartige Erkenntnisse sind auch für drängende aktuelle Fragen bedeutsam, denn anhand dieser lässt sich die Tambach-Formation in das frühe Perm einordnen – eine Übergangsphase zwischen einer globalen Eiszeit und dem Beginn eines Treibhausklimas. Dieser Zeitraum markiert den erdgeschichtlich jüngsten Übergang dieser Art und könnte daher als Blaupause für die derzeitige Klimaerwärmung auf der Erde darstellen. Wer verstehen möchte, wie Ökosysteme wie das des Bromackers beeinflusst wurden, welche Prozesse dabei abliefen und welche Folgen sie hatten, muss die Sedimentabfolgen dieser Zeit verstehen.