Neue Studie

Wälder und die Welt vor Millionen von Jahren

Aktualisiert am 17.08.2026, 18:26 Uhr Das Feldteam bei der Ausgrabung eines Grabens durch PETM-Schichten im Hanna-Becken, Wyoming. © dpa / Marieke Dechesne, USGS Lesedauer:3 Min.

Vor 56 Millionen Jahren wurden die Wälder auf der Erde licht und braun. Forscher finden Parallelen zur heutigen Entwicklung – und warnen vor den Folgen.

Was geschieht mit Bäumen, wenn in relativ kurzer Zeit viel Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt? Das haben US-amerikanische Wissenschaftler nun anhand von Blattfossilien nachvollzogen. Sie kommen zu dem Schluss, dass während einer Heißzeit vor rund 56 Millionen Jahren Hitze und Trockenheit dazu führten, dass Wälder schnell lichter wurden – und die Erde rasch ziemlich braun aussah.

Für ihre Studie ermittelten die Forschenden in fossilen Blättern und in heutigen Blättern jeweils Blatt-Seiten-Verhältnisse, die anzeigen, wie viel Licht ein Blatt erhalten hat – oder andersherum, wie viel Schatten es am Standort des Baums gab. Die Studie einer Gruppe um Regan Dunn vom Natural History Museum of Los Angeles County in Los Angeles (Kalifornien, USA) ist in der Fachzeitschrift "Science" erschienen.

Globale Temperatur stieg um 5 bis 9 Grad

Das Temperaturmaximum an der Grenze der Erdzeitalter Paläozän und Eozän vor etwa 56 Millionen Jahren geht vermutlich auf eine starke Erhöhung des CO₂-Gehalts in der Atmosphäre zurück. Innerhalb von 3.000 bis 10.000 Jahren gelangten etwa 2.500 bis 4.500 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in die Luft und die Meere der Erde.

Diese Entwicklung führte "zu massiven Störungen des Kohlenstoffkreislaufs, zur Ozeanversauerung sowie zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um 5 bis 9 Grad Celsius", schreiben die Studienautoren. Die genaue Ursache für die Treibhausgas-Freisetzung ist noch nicht geklärt, es werden unter anderem massive Vulkanausbrüche vermutet.

Situation von damals zeigt Parallelen zu heute

Die damalige CO₂-Anreicherung der Luft geschah rasch, aber längst nicht so schnell wie heute. "Wir setzen CO₂ schneller in die Atmosphäre frei als jeder bekannte natürliche Prozess", wird Dunn in einer Mitteilung ihrer Institution zitiert. Das Temperaturmaximum vor 56 Millionen Jahren biete die beste Möglichkeit, zu erkennen, wie das Klima und die Ökosysteme der Erde auf einen massiven Kohlenstoffeintrag reagieren, betont Dunn.

Den Einblick in die Pflanzenwelt zu dieser Zeit bekamen die Forschenden durch zahlreiche Blattfossilien, die sie im Hanna Basin im US-Bundesstaat Wyoming fanden. Die in Kohle und anderen organischen Materialien enthaltenen Blätter sind so gut erhalten, dass die Forscher die Größe der einzelnen Zellen der äußeren Gewebeschicht (Epidermis) bestimmen konnten.

Blätter im Schatten haben ein anderes Seitenverhältnis als Blätter in der Sonne, sie sind langgezogener. "Dies ist die Reaktion der Pflanzen auf Schatten: Sie verlängern das Blatt, indem sie jede einzelne Zelle strecken", sagt Dunn. Das Verhältnis von Längs- zu Schmalseite gibt also Aufschluss darüber, wie dicht das Waldkronendach zu der Zeit war, als das Blatt zu einem Fossil wurde.

Die Wissenschaftler bestimmten das Seitenverhältnis der Blätter heutiger Bäume im Verhältnis zum Waldkronendach und entwickelten daraus ein Modell, durch das anhand der Blattzellen bestimmt werden kann, wie dicht der Wald zu Lebzeiten des Blatts war. Des Weiteren analysierten die Forscher Fossilien von Pollen und Sporen.

Die Auswertung der Daten ergab, dass sich während der Erwärmung vor 56 Millionen Jahren das Waldkronendach rasch lichtete. Zudem verschob sich die Vegetation von Bedecktsamern, also vor allem Blütenpflanzen, hin zu Nacktsamern, insbesondere Farne. Als Baumarten dominierten zunehmend Palmen wie auch andere Pflanzenarten, deren heutige Verwandte ihre größte Artenvielfalt in subtropischen oder trockenen tropischen Klimazonen haben.

Zunehmender Hitze- und Trockenstress

"Es zeigt sich, dass ein Übermaß an Kohlendioxid für Wälder schädlich ist, da die damit einhergehende Erwärmung und Austrocknung die Bäume stresst und viele von ihnen absterben lässt", erklärt Ellen Currano von der University of Wyoming in Laramie (Wyoming, USA), Co-Autorin der Studie. Das historische Vorbild zeige, wohin sich die Erde möglicherweise bald entwickeln könnte.

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Ab etwa 1982 führte der erhöhte CO₂-Gehalt der Luft dazu, dass der Blattflächenindex anstieg; der Index ist ein Maß dafür, wie dicht die Wälder sind. Da Pflanzen CO₂ zum Wachsen brauchen, sorgte das zusätzliche CO₂ für grünere Wälder. Doch um das Jahr 2000 kehrte sich die Entwicklung auf etwa 90 Prozent der Flächen mit Vegetation um: Die Erde wird seitdem brauner.

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Die Forscher deuten dies als Reaktion auf zunehmenden Hitze- und Trockenstress der Pflanzen. "Wir wären gut beraten, Wälder zu schützen und wiederherzustellen, solange sie noch dazu beitragen können, das beispiellose Tempo des vom Menschen verursachten Klimawandels abzufedern", hebt Dunn hervor. (dpa/bearbeitet von tar)

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