Wissenschaftler finden in Dinosaurierzähnen Hinweise auf das Klima der Erde vor Millionen von Jahren

Wissenschaftler haben eine bisher unerschlossene Informationsquelle entdeckt, die neues Licht auf das Klima der Erde während der Zeit der Dinosaurier vor mehr als 66 Millionen Jahren wirft.

Versteinerte Dinosaurierzähne zeigen, dass die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre während des Mesozoikums, vor 252 bis 66 Millionen Jahren, viel höher war als heute. Forscher der Universitäten Göttingen, Mainz und Bochum haben dies durch die Analyse von Sauerstoffisotopen im Zahnschmelz von Dinosaurierzähnen festgestellt.

Die Wissenschaftler verwendeten eine innovative Methode, um die relativen Anteile der drei natürlich vorkommenden Sauerstoffisotope zu bestimmen, was neue Perspektiven für die geologische Klimaforschung eröffnet. Darüber hinaus zeigen die Isotopendaten, dass die Primärproduktion aller Pflanzen zu dieser Zeit doppelt so hoch war wie heute.

Dies trug wahrscheinlich zu einem besonders dynamischen Klima bei, als Dinosaurier die Erde bevölkerten. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Das Forscherteam untersuchte den Zahnschmelz von Dinosaurierzähnen, die in Nordamerika, Afrika und Europa gefunden wurden und aus dem späten Jura und der späten Kreidezeit stammen.

Die Verhältnisse der einzelnen Isotope im atmosphärischen Sauerstoff werden durch Veränderungen des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre und die Photosyntheseaktivität der Vegetation bestimmt. Aus diesem Zusammenhang lassen sich Rückschlüsse auf das Klima und die Vegetation während des Zeitalters der Dinosaurier anhand von Dinosaurierzähnen ziehen.

CO₂-Konzentrationen zur Zeit der Dinosaurier

Während des späten Jura, vor etwa 150 Millionen Jahren, enthielt die Atmosphäre eine viermal höhere Konzentration an Kohlendioxid (CO₂) als in der Zeit vor Beginn der Industrialisierung – also bevor durch menschliche Aktivitäten große Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre gelangten.

Vor 73 bis 66 Millionen Jahren, im späten Kreidezeitalter, war die entsprechende CO₂-Konzentration dreimal höher als vor der Industrialisierung. Das Team entdeckte, dass bestimmte Zähne von Tyrannosaurus rex und Kaatedocus siberi ungewöhnliche Kombinationen von Sauerstoffisotopen enthielten.

Nachweis von CO₂-Spitzenwerten

Dies könnte ein Hinweis auf CO₂-Spitzen in der Luft sein, die auf vulkanische Aktivitäten zurückzuführen sind, wie beispielsweise die massiven Eruptionen, die am Ende der Kreidezeit im heutigen Indien in der Deccan-Traps-Flutbasaltregion stattfanden. Die Tatsache, dass die terrestrische und aquatische Vegetation weltweit photosynthetisch aktiver war, lässt sich wahrscheinlich auch auf höhere CO₂-Konzentrationen und durchschnittliche Jahrestemperaturen zurückführen. Die neuen Ergebnisse stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Paläoklimatologie dar.

Bislang haben Forscher hauptsächlich Bodenkarbonate und sogenannte marine Proxies verwendet, um das Klima der Vergangenheit zu rekonstruieren. Marine Proxies sind indirekte Indikatoren, die in Meeresumgebungen vorkommen und so eng mit den untersuchten Parametern korrelieren, dass sie als Ersatz für diese dienen können. Leider sind die erzielten Ergebnisse mit Unsicherheiten behaftet.

Durch die Analyse der drei Sauerstoffisotope in versteinerten Zähnen haben die Forscher die erste Methode entwickelt, die sich auf Landwirbeltiere konzentriert. Die Quantifizierung der drei Sauerstoffisotope im Zahnschmelz von Landwirbeltieren liefert somit neue Erkenntnisse über Veränderungen der Zusammensetzung der Atmosphäre sowie der Klima- und Umweltbedingungen im Laufe der Geschichte unseres Planeten.

Quellenhinweis:

Dingsu Feng et al, Mesozoic atmospheric CO2 concentrations reconstructed from dinosaur tooth enamel, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2504324122

Proceedings of the National Academy of Sciences-Phys.org