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Die Geologie Zentralamerikas : Als Atlantik und Pazifik noch ein Meer waren

  • -Aktualisiert am

Dort, wo der Panama-Kanal Atlantik und Pazifik verbindet, gab es vor 13 Millionen Jahren noch keine Landverbindung. Bild: AFP

Wann entstand die Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika? Eine Untersuchung von Gesteinen in Sedimenten zeigt, dass sich die Landverbindung bereit vor 13 Millionen Jahren formte und damit deutlich früher als gedacht.

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          Trotz intensiver geologischer Feldforschung ist bis heute unbekannt, wann genau sich die Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika bildete und wann sich die direkte Meeresverbindung in tropischen Breiten  zwischen dem Atlantik und dem Pazifischen Ozean schloss. Basierend auf verschiedener Untersuchungen von Fossilien, war man bisher der Meinung, dass die Landbrücke vor drei bis vier Millionen Jahren entstanden ist. Zwei neue Untersuchungen deuten darauf hin, dass eine Landverbindung zwischen den beiden amerikanischen Teilkontinenten schon viel früher, wahrscheinlich bereits vor etwa 13 Millionen Jahren, existierte.

          Spätestens seit dem Auseinanderbrechen des Superkontinents Pangäa im Jura vor etwa 180 Millionen Jahren hat es zwischen dem heutigen Nord- und Südamerika keine Landverbindung mehr gegeben. Fauna und Flora konnten sich somit auf den beiden Kontinenten getrennt und unabhängig voneinander entwickeln. Erst nach dem Entstehen der relativ schmalen Landbrücke zwischen den heutigen Ländern Guatemala und Panama gab es wieder einen Austausch von Landlebewesen. Deshalb stützen sich die meisten Untersuchungen über das Alter der Landbrücke im Wesentlichen auf terrestrische Fossilfunde.

          Gesteine versus Fossilien

          So entdeckten beispielsweise mexikanische Forscher vor einigen Jahren im Norden ihres Landes, also weit mehr als tausend Kilometer nördlich des Panamakanals, fossile Knochen von Riesenfaultieren, die sich während der Trennung der beiden Kontinente nur in Süd-, nicht aber in Nordamerika entwickelt hatten. Die Funde waren in 3,6 bis 3,9 Millionen Jahre alte Gesteinsschichten eingebettet. Daraus schlossen die Forscher, dass die Landbrücke vor etwa vier Millionen Jahren entstand und die Faultiere anschließend langsam in Richtung Norden migrierten. Möglicherweise, so die Ergebnisse von zwei neuen unabhängigen Studien, ist die Landverbindung sogar noch viel älter.

          Vor dem Isthmus in Panama bildeten Pazfik und Atlantik ein gemeinsames großes Meer.
          Vor dem Isthmus in Panama bildeten Pazfik und Atlantik ein gemeinsames großes Meer. : Bild: Smithsonian Tropical Research Institut

          Die Forscher um Carlos Montes von der Andenuniversität in Bogotá verließen sich bei ihren Analysen nicht auf Fossilien. Vielmehr untersuchten sie das Alter und den Typ von Zirkonkristallen, die man in Kieselsteinen und anderen Flusssedimenten aus den nördlichsten Ausläufern der Anden im Norden Kolumbiens gefunden hatte. In diesen Kristallen entdeckten sie isotopische Zusammensetzungen, die man nur von Vulkanen in Mittelamerika, aber nicht aus den Anden her kennt. Diese Kristalle zeigten ein radiometrisches Alter von etwa 13 bis 15 Millionen Jahren. Wie die Forscher in der Zeitschrift „Science“ berichten, sind die Sedimente und die darin enthaltenen Zirkonkristalle nach dem Schließen der Landbrücke von Flüssen ins heutige Kolumbien gespült worden, die von Nord nach Süd flossen. Diese Flüsse hatten ihre Quellen also im heutigen Mittelamerika. Womöglich handelte es sich dabei um die ersten Flüsse innerhalb der damals noch jungen Landbrücke

          Tierwanderungen liefern weitere Indizien

          Einen anderen Weg zur Lösung des Rätsels sind die Forscher um Christine Bacon vom Tropenforschungsinstitut der Smithsonian Institution in der panamesischen Hafenstadt Balboa gegangen. Wie sie in den „Proceedings“ der amerikanischen Akademie der Wissenschaften schreiben, fassten sie Hunderte von molekularbiologischen Informationen von gegenwärtig lebenden und fossilen Lebewesen in mehreren Migrationsmodellen zusammen. Sie entwickelten dabei sowohl Modelle für den Austausch der Tier- und Pflanzenarten über die Landbrücke als auch für die Trennung vieler Arten von Meereslebewesen, nachdem sich die Landverbindung endgültig geschlossen hatte. Bei diesen Rechnungen stellte sich ebenfalls heraus, dass sich der Isthmus von Panama mehrere Millionen Jahre früher schloss als bisher gedacht.

          Die Frage nach der Entstehung der Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika ist nicht nur von paläontologischem Interesse. Die Hebung des Isthmus von Panama unterband auch den Austausch von Wasser zwischen dem Pazifik und dem Atlantik, was erhebliche Auswirkung auf das damalige Klima auf der Nordhalbkugel hatte. Der Stille Ozean ist nämlich um einige Promille weniger salzhaltig als der Atlantik. Weil die Dichte von Meerwasser aber stark von der Salzkonzentration abhängt, hat der Atlantik im Durchschnitt eine höhere Dichte als der Pazifik.

          Vor der Schließung der mittelamerikanischen Landbrücke verringerte salzärmeres Wasser aus dem Pazifik die Dichte des Wassers im atlantischen Golfstrom. Ein solcher „leichterer“ Golfstrom hätte viel weiter nach Norden vordringen können als heute, möglicherweise sogar bis ins Eismeer oder in die Barentssee. Die mit dem Golfstrom in die hohen Breiten transportierte Wärme hätte die Entstehung der großen nordischen Eispanzer verhindert. Erst als sich die Meerenge schloss, wurde die Zufuhr leichten Wassers in den Atlantik unterbrochen. Daraufhin stieg die durchschnittliche Wasserdichte im Golfstrom, der somit nicht mehr bis in die Arktis vordringen konnte. Der Beginn der Eiszeiten auf der Nordhalbkugel war deshalb womöglich die Folge der Schließung der Landbrücke zwischen Nord- und Südamerika.

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