„Wenn die Farne austrocknen, wirken die dichten Matten als idealer Brennstoff, um massive Waldbrände auszulösen. Farne reagierten auf die Bedingungen und lieferten zugleich den Brennstoff, der die Flammen anfachte, und lösten wiederholt massive Waldbrände aus. Eine wahrhaft höllische Welt“ so Dr. Bas van de Schootbrugge.
Bohrkern aus der Prees-2-Bohrung in Großbritannien © Teuntje Hollaar
Sedimentmaterial aus vier Bohrkernen analysiert
Die Studie basiert auf einer Analyse von Sedimentmaterial aus vier außergewöhnlich gut erhaltenen Bohrkernen, darunter ein 640 Meter langer Bohrkern, der im Vereinigten Königreich (UK) entnommen wurde, sowie Bohrkerne aus Deutschland, Luxemburg und Frankreich. Die Wissenschaftler haben anhand der fossilen Holzkohle und der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAHs), also organischen Moleküle, die bei der unvollständigen Verbrennung organischen Materials, etwa bei Wald- und Flächenbränden, entstehen, in den Bohrkernen die früheren Großbrände rekonstruiert.
In Kombination mit Pollen- und Sporenfunden zeigen die Daten, dass es während des Hauptabschnitts des Massenaussterbens, in dem sich die Farne stark ausgebreitet haben, eine besonders intensive Phase mit großen Flächenbränden gab.
Neue Analysemethode für frühere Wald- und Flächenbrände
Wie Dr. Bas van de Schootbrugge erklärt, ist es jedoch möglich, dass größere Holzkohlestücke in den Bohrkernen zerfallen. Die freigesetzten PAHs landen zudem nicht immer in der unmittelbaren Umgebung der Feuer, sondern können über große Distanzen transportiert werden und zerfallen. Die Wissenschaftler haben deshalb die Feuerintensität mithilfe des Palynomorph Darkness Index (PDI) ermittelt, um die Brandaktivität in weit zurückliegenden Perioden besser erfassen zu können.
„Die Neuheit dieser Studie ergab sich aus der Analyse von Farbveränderungen organischer Mikrofossilien. Wir verwendeten eine einfache und sehr kostengünstige Technik, die die ‚Dunkelheit‘ fossiler Pollen und Sporen quantifiziert, einen sogenannten Palynomorph Darkness Index (PDI). Wir waren von diesem Phänomen ziemlich verblüfft“, so Dr. Bas van de Schootbrugge.
Der PDI basiert auf dem RGB-Farbspektrum, das mit einer an ein Lichtmikroskop gekoppelten Kamera erfasst wird, und wandelt dieses in einen durchschnittlichen Graustufenwert um. So lassen sich Proben innerhalb einzelner Bohrkerne, aber auch zwischen Kernen aus verschiedenen Regionen miteinander vergleichen.
Druck und Temperatur beeinflussen die Farbe
Fossile Farnsporen vor und nach dem Massenaussterben am Ende der Trias (links) im Vergleich zu verkohlten Farnsporen aus der „Farnspitzen-Phase“ nach großflächigen Waldbränden © Dr. Bas van de Schootbrugge
Laut den Wissenschaftlern verändert sich die Farbe organischer Mikrofossilien in Sedimenten normalerweise durch den Druck und die Temperatur. Die Farbe wird dabei umso dunkler, je tiefer das in einem Fossil eingebundene organische Material sich befindet. In den analysierten Bohrkernen wurde dieses Muster aber nicht entdeckt. Pollen und Sporen waren in den ältesten Proben der Bohrkerne auffallend hell und im jüngeren Aussterbeintervall zunehmend sehr dunkelbraun. Nach dem Massenaussterben am Ende der Trias wurden die Farben wieder zunehmend heller.
„Wir waren von diesem Phänomen ziemlich verblüfft, da es in allen vier Bohrkernen exakt zur gleichen Zeit auftritt; es konnte also nicht mit der Begrabung der Sedimente zusammenhängen, weil die vier Becken sehr unterschiedliche geologische Entwicklungen durchlaufen haben“, erklärt Dr. Bas van de Schootbrugge.
Die Forscher haben insgesamt 15.000 Messungen an Pollen und Sporen von Pflanzen durchgeführt, die während und nach dem Massenaussterben existiert haben. Durch den Vergleich von Baumpollen und Farnsporen konnten sie ausschließen, dass der beobachtete Effekt nur bei bestimmten Pflanzengruppen auftritt. Um die Methode zu validieren, haben sie zudem kontrollierte Erhitzungsexperimente mit heutigen Lycopodiumsporen durchgeführt und die Ergebnisse mit fossilen Sporen verglichen.
„Alle Pflanzengruppen zeigen denselben Effekt, was ein starkes Indiz dafür ist, dass er durch eine äußere Einwirkung verursacht wurde. Die Verdunkelung überschneidet sich exakt mit dem Farn-Peak, dem Hauptintervall des Massenaussterbens und den erhöhten Häufigkeiten von Holzkohle und PAHs“, so Dr. Bas van de Schootbrugge.
Der Vergleich der Farbveränderungen der Mikrofossilien mit den anderen Brandindikatoren zeigt zudem, dass es in der sogenannten „Dunkelzone“ langanhaltende und intensive Wald- und Flächenbrände gab. Die über tausenden Jahre aufgetretenen Brände haben dazu geführt, dass sich einige Farne schnell ausbreiten konnte. Diese sind zwar selbst regelmäßig verbrannt, konnten dank ihres unterirdischen Wurzelsystems aber wieder schnell wachsen und dabei andere Pflanzen verdrängen. Es kam dadurch zum sogenannten „Farn-Peak“, der zwischen 40.000 und 300.000 Jahre angedauert hat.
„Die Lehre, die wir daraus ziehen können, ist, dass die Kombination aus Klimawandel, Entwaldung und der Ausbreitung opportunistischer Arten alle Zutaten für einen perfekten Sturm liefern kann“, so Dr. Bas van de Schootbrugge.
Quellen:
Studie im Fachmagazin Nature Geoscience, doi: 10.1038/s41561-026-02048-4
22. Juli 2026
– Robert Klatt