Änderungen der kontinentalen Umweltbedingungen in Maastricht

Die letzte Phase der Kreide, das Maastricht, umfaßt eine Zeitspanne von ca. 7 Millionen Jahren (65 bis 72 Ma). Das Maastricht ist eine Periode mit einem essentiellen Umbruch im Klima und der Fauna. In dieser Periode war das Hateg Becken (Süd Karpaten) am Nordrand des Tethys Bereiches zwischen einer geographischen Breite von 30- 35 gelegen. Die Sedimente wurden in einer Periode mit starker Beckensubsidenz abgelagert, welche mit der Stapelung der getischen Decke auf das Danubikum in Zusammenhang zu bringen ist. Diese tektonische Phase verursachte wichtige topographische, und wahrscheinlich auch klimatische Veränderungen in der Region. Die Spät Maastricht Ablagerungen des Hateg Beckens werden von fluviatilen Sequenzen, mit zahlreichen Einschaltungen fossiler Böden, mit Konkretionen und Fossilien aufgebaut. Eines der Ziele des Projektes ist die Rekonstruktion der sedimentären Umgebung und die Abschätzung des Beitrages der Tektonik auf die Fazies-Verteilung. Untersuchungen der leichten stabilen Isotope von Konkretionen sollen den klimatischen Wechsel, die Änderungen in der Pflanzenverteilung und den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre rekonstruieren helfen. Von fossilen Knochen, Eiern und Zähnen einer reichen Dinosaurier Population des Spät Maastrichts im Hateg Becken wir in der Literatur berichtet. Die in diesem Projekt bearbeitete Spezien zählen zu den Ornithopoden (zweifüßige pflanzenfressende Dinosaurier), Theropoden (fleischfressende Dinosaurier) und Krokodile. Die anorganischen Komponenten von Zähnen bestehen aus Hydroxylapatit, welcher als geeignetes Medium zur Rekonstruktion der Paläoumwelt gilt. Bei Abwesenheit von diagenetischer Alteration können Untersuchungen leichter stabiler Isotope (Kohlenstoff und Sauerstoff) von fossilen Eiern und Zähnen neue Einblicke in den Metabolismus, die Nahrung und das Verhalten von Dinosauriern geben. Computer-Modellierungen liefern eine Übersicht über die Geschichte des globalen Klimas, aber es gibt nur wenige quantitative Daten von kontinentalen Sedimenten um diese Modelle zu evaluieren und lokale Faktoren abzuschätzen. Die Projektergebnisse werden zur Rekonstruktion der tektonischen und klimatischen Entwicklung Geschichte eines Kollapsbeckens (Hateg Becken) während des Spät Maastrichts verwendet. Die Fazies- und Klimadaten sollen Einblick in Lebensraum und Lebensweise von Dinosauriern zu dieser Zeit geben. Die Information welche aus diesem Projekt gewonnen wird, ist ein weiterer Schritt im Verständnis von Oberkreide Ökosystemen (wie z.B. dem CO 2 Gehalt der Atmosphäre), dem Einfluss von lokalen Faktoren auf klimatische Änderungen und schließlich von dem Dinosaurier Metabolismus und seinem Lebensraum.

Die Südkarpaten sind eine faszinierende Landschaft: die Donauschluchten durchbrechen eine Gebirgskette, das Gebiet um Hateg mit einem reichen kulturellen Erbe, die felsigen bis 3000m hohen Gipfel der Fagaras-Berge mit seinen schmalen Gebirgsübergängen, um nur einige Facetten zu nennen. Das von einigen Flussläufen durchquerte Hateg-Becken befindet sich zwischen den Poiana Rusca Bergen im Norden und dem Retezat Gebirge im Süden. Seit der Schließung der Stahlindustrie 2002 ist die Landschaft umso friedvoller. Der Großteil der Bevölkerung lebt von Landwirtschaft oder arbeitet in Klein- und Mittelbetrieben. Ein Schritt zurück in der Geschichte bringt uns an das Ende des 19. Jahrhunderts, als Franz Baron Nopcsa, selbst in der Region geboren, mit der Erforschung der Spät-Kreide Fauna einschließlich von Dinosauriern und Krokodilen begann. Seit damals ist durch die kontinuierliche Arbeit von Paläontologen die Anzahl der beschriebenen Fossilien ständig gestiegen. Zu Beginn dieses Projektes war allerdings so gut wie gar nichts über die Umweltbedingungen der Region vor 65 bis 70 Millionen Jahren, also der Zeit als dort die Dinosaurier lebten, bekannt. Die Ergebnisse dieses Projektes ermöglichten die Rekonstruktion der Landschaft, der klimatischen Bedingungen und der Typen von Böden auf denen die Dinosaurier lebten. Zu dieser Zeit, lag die Landschaft nicht weit vom Ufer des Tethys- Meeres. Die alpinen Gebirgsbildung formte aus den Ablagerungen dieses Ozeans große Teile der Alpen und der Karpaten. Die durchschnittliche Temperatur war zu dieser Zeit höher als heute, mit geringeren Niederschlagsmengen verteilt auf trockenere und eine feuchte Perioden. Die Dinosaurier, Krokodile, Schildkröten und Amphibien wandelten in einem offenen Wald, mit Zypressen-artigen Bäumen, Farnen und Büschen, aber ohne Gras. Die Landschaft war von einem flachen Flusssystem mit einer breiten Schwemmlandebene durchzogen. Einer der Dinoaurier Telmatosaurus transsylvanicus bevorzugte als Nistplatz trockene, stabile Terrassen. Seine Nester grub er einige Dezimeter in den Sand. Waren diese Dinosaurier warm- oder kaltblütig? Wie können die verschiedenen ermittelten chemischen Signale von den Böden und den Überresten der Dinosaurier in Verbindung gebracht werden? Kann daraus ein schlüssiges System geformt werden welches ein präziseres Bild der paläoklimatischen und paläogeographischen Bedingungen und des Pflanzenbewuchses dieser Zeit gibt. Diese Fragen wurden im Laufe des Projektes bearbeitet und wissenschaftlichen Zeitschriften diskutiert. Die Bedeutung der Stabilen Isotopen (Sauerstoff und Wasserstoff) Verteilung in Tonmineralen ist eine andauernde Streitfrage. Wir eröffneten ein neues Kapitel in dieser Diskussion. Um dieses Problem zu erforschen wurde Niederschlagswasser und die Temperatur der Hateg-Region zwei Jahre lang gesammelt und die Isotopenzusammensetzung gemessen. Weiters wurde eine verlässliche Methode zur Isotopenbestimmung von Strukturwasser in Tonmineralen (Smektit) entwickelt. Diese Thematik erfordert einen hohen manuellen und instrumentellen Laboraufwand und eine gehörige Portion von Fachkenntnis. Hinter der geologischen Geschichte steht eine Reihe von apparativen und analytischen Tätigkeiten: die Gesteinsproben und Dinosaurier Artefakte (Eier, Zähne) wurden gesägt, poliert, gemahlen, mit verschiedensten Chemikalien geätzt, zentrifugiert, gesiebt, in Vakuum mit einem Laser erhitzt, einer Röntgenstrahlung ausgesetzt oder mit infrarotem Licht bestrahlt. Eine weitere Entwicklung welche ihren Ursprung in diesem Projekt hatte, ist die vergleichende Untersuchung von einigen marinen Oberkreide-Ablagerungen in den Südkarpaten. Zum ersten Mal erfolgte der datierte Nachweis eines sogenannten anoxischen (also sauerstoffarmen) Ereignisses im Bereich von Turonium-Cenomanium- Ablagerungen ( 100-90 Millionen Jahre) und einiger weiterer ozeanischer Ereignisse im Santonium-Campanium (85-70 Millionen Jahre). Weiters wurde eine sehr detaillierte Aufnahme einer Campanium-Paläogen-Sequenz ( 70-60 Millionen Jahre) durchgeführt.