Source apportionment of PAH at the Triassic-Jurassic boundary with implications for the link between volcanism and floral change

• Applicant: Professor Dr. Bas van de Schootbrugge
• Subject Area: Palaeontology
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 201778053

Der Ausbruch der „Zentralatlantischen Magmenprovinz“ vor 200 Millionen Jahren gilt heute als wahrscheinlicher Auslöser des Massenaussterbens an der Trias/Jura-Grenze. Die Eruption von mehr als 2 Millionen Kubikkilometern Lava innerhalb von weniger als 500,000 Jahren setzte gewaltige Mengen an CO2 und SO2 in die Atmosphäre frei. In Analogie zur gegenwärtigen anthropogenen Umweltverschmutzung führte dies zu einer raschen Treibhauserwärmung und zu großräumiger atmosphärischer Schadstoffbelastung. Aufgrund dieser Verschmutzung kam es an der Trias/Jura-Grenze zu einem dramatischen Kollaps terrestrischer Ökosysteme, wobei Wälder aus Koniferen, Samenfarnen und Cycadeen von einer Pioniervegetation aus primitiven Farnen ersetzt wurden. In jüngster Zeit hat sich gezeigt, dass Proben aus dem Trias/Jura-Grenzintervall erhöhte Konzentrationen hoch toxischer Polyzyklischer Aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) aufweisen. Diese PAK bildeten sich wahrscheinlich, als aufsteigende Lava der „Zentralatlantischen Magmenprovinz“ umgebende Sedimente und Kohle erhitzte und verschwelte. Damit eignen sich PAK als präzise Indikatoren für vulkanische Aktivität. Sie ermöglichen es, (i) erstmals den exakten Zeitpunkt der vulkanischen Aktivität in Bezug auf den Kollaps terrestrischer Ökosysteme zu bestimmen, (ii) die absolute Menge der freigesetzten Gase abzuschätzen und (iii) die Tragweite von Umweltverschmutzung durch vulkanische Eruptionen zu beurteilen. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt verfolgt mehrere Ziele: Zum einen soll die Ursprungsregion der PAK-Bildung identifiziert werden, wobei hierfür Kohlelager im Osten Nordamerikas vermutet werden. Weiters sollen detaillierte Daten über die PAKKonzentrationen in Deutschland gewonnen werden, die dann durch pollenanalytische Untersuchungen auf ihren Bezug zu Vegetationsänderungen ausgewertet werden. Weiterhin soll geklärt werden, ob die atmosphärische SO2-Belastung weltweit vorkam. Übergeordnetes Ziel dieses multidisziplinären Forschungsprojekts ist es, die Rolle vulkanischer Exhalationen in einer der größten biotischen Krisen der Erdgeschichte zu klären. Durch die gemeinsame Analyse der auslösenden Faktoren (i.e. atmosphärische Umweltverschmutzung) und der Reaktion terrestrischer Ökosysteme (i.e. pollenbasierte Vegetationsrekonstruktion) ergeben sich wichtige Schlüsse für ein besseres Verständnis der gegenwärtigen anthropogenen Umweltbedrohung.

• DFG Programme: Research Grants