Am Anfang des Erdmittelalters, vor etwa 252 Millionen Jahren, sah die Erde völlig anders aus als heute. Sämtliche Kontinente waren in einer einzigen gigantischen Landmasse, dem Superkontinent Pangäa, vereint. Wegen dessen enormer Größe lagen weite Teile viele tausende Kilometer von der nächsten Küste entfernt. Das Innere des Kontinents glich einer heißen und trockenen Wüste. Die Temperaturen waren selbst weit vom Äquator entfernt hoch und sogar im Winter an den Polen gemäßigt – eine Folge des üppigen Vulkanismus, der für einen hohen Kohlendioxid- sowie einen niedrigen Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre sorgte. Das Klima des gesamten Mesozoikums war geprägt von einem natürlichen Treibhauseffekt und hohen Temperaturen.

Dann begann Pangäa ungefähr dort, wo heute das Mittelmeer liegt, langsam auseinanderzubrechen. Zwischen den wegdriftenden Kontinenten bildeten sich weiträumige flache Meere, was die Meeresströmungen und die atmosphärische Zirkulation veränderte. War das Klima zuvor noch kontinental geprägt, entwickelte es sich nun zu einem warmfeuchten Tropenklima, das in der oberen Kreidezeit vor etwa 100 bis 90 Millionen Jahren seinen Höhepunkt erreichte. Wissenschaftliche Untersuchungen von Sedimenten deuten darauf hin, dass die Durchschnittstemperatur der Erde etwa 25 Grad betrug – das sind gut 10 Grad mehr als heute. Vermutlich lag sie seitdem nie wieder höher als in dieser Heißphase.

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  Das Klima der Vergangenheit verrät uns, zu welchen Kapriolen unser Heimatplanet fähig ist. Von Super-Eiszeit bis Super-Heißzeit geben unsere Autorinnen und Autoren einen Überblick über die Klimageschichte – und erklären dabei auch, was uns das für den menschengemachen Klimawandel lehrt. Mehr zum Thema finden Sie auch auf unserer Themenseite.
  
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Wie kann das sein? Und was bedeutete das für das Leben auf der Erde? Schließlich stellen die zunehmende Häufigkeit von Dürren und der steigende Meeresspiegel auf Grund des derzeitigen Klimawandels für immer mehr Menschen und andere rezente Lebewesen eine existenzielle Bedrohung dar. Seit Beginn der Industrialisierung hat sich die globale Durchschnittstemperatur um 1,1 Grad auf nun 14 Grad erhöht. Schreitet diese Entwicklung in der gleichen Geschwindigkeit voran, werden weite Teile der Erde schon in wenigen Jahrzehnten unbewohnbar sein. Oder nicht? Antworten finden sich in der Vergangenheit unseres Planeten.

Bereits damals dürfte Kohlendioxid (CO₂) eine entscheidende Rolle gespielt haben. Schätzungen gehen davon aus, dass der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in der Oberkreide vor knapp 100 Millionen Jahren – bedingt durch die große vulkanische Aktivität auf der Erde – etwa fünf- bis zehnmal so hoch war wie heute. Der Sauerstoffanteil stieg permanent und erreichte schließlich mit 15 bis 20 Prozent etwa den heutigen Wert.

Wie schon zur Zeit Pangäas unterschieden sich die einzelnen Klimazonen untereinander viel weniger als heute. Selbst in der Nähe der Pole war es mit null bis zehn Grad im Schnitt zwar deutlich kühler als in Äquatornähe, aber doch um einiges milder als heute. An große Treibeis- und Gletscherzonen rund um Nord- und Südpol war nicht zu denken. Die Jahresdurchschnittstemperatur in Mitteleuropa lag etwa zwischen 15 und 23 Grad – heute beträgt sie in Deutschland rund 10 Grad. Die Ozeane waren generell regelrechte Badewannen mit Temperaturen von bis zu 34 Grad rund um den Äquator – gut 5 Grad mehr als heute. Auch in mittleren Breiten betrug die Oberflächentemperatur des Wassers im Schnitt 25 Grad. Selbst auf dem Grund des Meeres war es warm: In einem Kilometer Tiefe herrschten noch Temperaturen von 15 bis 18, teilweise sogar von bis zu 24 Grad. Da sich Oberflächen- und Bodentemperatur nur geringfügig unterschieden, war die Wasserzirkulation in den Meeren wahrscheinlich recht träge, was zu einem niedrigen Sauerstoffgehalt führte. Phasenweise waren die Tiefen des Ozeans sogar ganz frei von Sauerstoff.

Meeresspiegel auf Rekordhöhe

Überhaupt war Wasser in der Kreidezeit das alles beherrschende Element. Der stetige Anstieg des Meeresspiegels erreichte womöglich in der Oberkreide den höchsten Stand der letzten 541 Millionen Jahre. Das lag zum einen daran, dass polare Eisschilde fehlten, zum anderen daran, dass auf Grund der Verschiebung der Kontinentalplatten junge, flache Ozeane entstanden. Diese lagen rund 50 Millionen Jahre früher noch relativ dicht beieinander, entwickelten sich jedoch zunehmend zu selbstständigen Einheiten und hatten bis zum Ende des Mesozoikums weitgehend ihre heutigen Positionen eingenommen. Der rege Vulkanismus in den Meeren trug ebenfalls dazu bei, dass der Meeresspiegel einen Rekordwert erreichte und womöglich bis zu 270 Meter über dem heutigen Niveau lag. Als Folge waren nur 18 Prozent der gesamten Erdoberfläche nicht von Wasser bedeckt – heute sind es immerhin knapp 30 Prozent.

Dementsprechend befand sich auch der größte Teil Europas unter dem Meer. Nur vereinzelt ragten größere Inseln aus dem tropischen Archipel hervor. Neben Skandinavien, Spanien und den Britischen Inseln lag auch das Gebiet des heutigen Süd- und Mitteldeutschlands hoch genug, um ein längliches, flaches Eiland zu bilden, das von Tschechien bis Westfrankreich reichte. Die Küstenlinien dieser Insel veränderten sich mehrfach. Am Ende der Oberkreide lag die Südküste vermutlich etwas nördlich der heutigen Bayerischen Alpen, die sich zu jener Zeit langsam aus dem Ozean schoben. Im Norden brandeten die Wellen etwa auf der Höhe von Düsseldorf an die Strände.

Trotz ihrer Sauerstoffarmut waren die Ozeane bereits von zahlreichen Lebensformen bewohnt. Dazu zählten Knochenfische, Meeresschildkröten sowie die bis zu 18 Meter langen Mosasaurier. Ein bis weit in den Norden reichendes mildes Klima bezeugen auch die Spuren von Korallenriffen, die Paläontologen unter anderem in England gefunden haben. Sie zeigen, dass der Lebensraum von Korallen mindestens 30 Breitengrade nördlicher lag als heute. Ebenso deuten die Funde fossiler Blätter eines Verwandten des tropischen Brotfruchtbaums, dessen Fossilien der schwedische Botaniker Alfred Gabriel Nathaus 1890 in Grönland entdeckte, sowie fossile Blätter Wärme liebender Pflanzen in Nordalaska auf warme Temperaturen selbst in hohen Breiten hin. Gleiches gilt für die Überreste großer Reptilien, die in Spitzbergen, Patagonien und Nordsibirien gefunden wurden. Auch unmittelbar in den Polargebieten haben Forscher Anzeichen einer während der Kreidezeit reich vorhandenen Vegetation entdeckt.

Kein negativer Einfluss des heißen Klimas auf das Leben erkennbar

Die Landflächen dürften von riesigen tropischen Urwäldern bedeckt gewesen sein, in denen die uneingeschränkten Herrscher der Kreidezeit und des gesamten Mesozoikums lebten: die Dinosaurier. Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass sie – wie auch heute lebende Reptilien – ausschließlich wechselwarme Tiere waren. Die hohen Temperaturen der Kreide-Heißzeit hätten ihnen in diesem Fall den Vorteil geboten, nicht in Kältestarren verfallen zu müssen. Mittlerweile deutet aber vieles darauf hin, dass zumindest einige der Urzeitechsen Warmblüter waren – so wie heutige Säugetiere und Vögel. Inwiefern die Landwirbeltiere an das schwüle Klima, in dem die meisten von ihnen lebten, gut angepasst waren, wird in der Wissenschaft nach wie vor diskutiert. So ist etwa unklar, ob gleichwarme Tiere bei der Jagd wegen ihres hohen Energieverbrauchs nicht schnell überhitzten. Generell lässt sich jedoch kein negativer Einfluss des heißen Klimas auf das Leben nachweisen. Im Gegenteil: Zu Wasser und auf dem Land entwickelten sich konstant neue Arten. Es entstand die moderne Pflanzenwelt; Insekten, Vögel und Säugetiere entwickelten sich fort, ebenso die Dinosaurier, deren Dominanz zunächst ungebrochen blieb.

Die große kreidezeitliche Hitzewelle erreichte schließlich vor etwa 93 Millionen Jahren ihren Höhepunkt. Die flachen Meere und hohen Wassertemperaturen hatten eine explosionsartige Verbreitung von Plankton zur Folge. Die sorgte, in Kombination mit den weitläufigen Wäldern, dafür, dass große Mengen CO₂ aus der Atmosphäre absorbiert wurden. In einem viele Millionen Jahre andauernden Prozess kühlte sich das Klima allmählich ab, blieb jedoch zunächst noch recht warm. Dies änderte sich – zumindest vorübergehend – erst vor rund 66 Millionen Jahren mit jener abrupten Klimaveränderung an der Kreide-Paläogen-Grenze, die 70 bis 75 Prozent aller Tierarten das Leben kostete und auch das Ende der Dinosaurier besiegelte: ein vermutlich von einem Asteroideneinschlag ausgelöster Impaktwinter. Der Übergang zur Erdneuzeit.