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Autor: Karl Urban / 08. März 2010, 21:02 Uhr

Ausgestorben. Aber wie?

Das drittgrößte Massensterben der Erdgeschichte wird wieder aufgerollt: Waren indische Vulkane oder ein mexikanischer Meteorit verantwortlich? Neue Argumente sprechen für Chicxulub.

Quelle: Schulte et al. (2010), eigene Recherche
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Eine 41-köpfige Forschergruppe bekräftigt die Hypothese, wonach das drittgrößte Aussterbeereignis der Erdgeschichte durch einen Meteoriteneinschlag ausgelöst wurde. Darüber schreibt sie in der aktuellen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Science. Das internationale Team um Peter Schulte von der Universität Erlangen-Nürnberg hatte vorhandene Studien über den Chicxulub-Einschlag in Mexiko verglichen und dabei geologische Ablagerungsbedingungen, Altersdatierungen und den Fossilbericht berücksichtigt.

NASA, Ssolbergj, Karl Urban, CC-BY

Bild vergrößernAusmaße des Chicxulub-Kraters im Untergrund der Yucatán-Halbinsel
(Bild: NASA, Ssolbergj, Karl Urban, CC-BY)
Sie argumentieren damit gegen die US-Paläontologin Gerta Keller. Sie hatte mit ihrem Team 2003 eine These veröffentlicht, wonach nicht der Chicxulub-Einschlag, sondern massive Vulkaneruptionen in der indischen Dekkan-Provinz unter anderen für das Aussterben der Dinosaurier verantwortlich gewesen waren. An der Grenze zwischen den Erdzeitaltern Kreide und Paläogen (früher: Tertiär) ist ein Großteil der höheren Land- und Meeresbewohner ausgestorben.

Vom Problem der Geologen

Als Geologe hat man es nicht leicht. Weltweit liegen die unterschiedlichsten Gesteinsarten verstreut. Während hier Tone vorherrschten, wurden zur gleichen Zeit auf der anderen Seite des Globus` Strandsande abgelagert. Woher weiß der Gesteinskundler, dass sie wirklich simultan im Morast versanken?

Eine Möglichkeit bilden sogenannte Leithorizonte. Das sind Gesteinstypen, die weltweit vorkommen, unabhängig vom Ablagerungsraum, vom lokalen Klima und dem Wirken wühlender Wattwürmer. Leithorizonte sind ausgesprochen selten, denn sie entstehen nur bei welterschütternden Ereignissen. Einen solchen Horizont hatte der US-Geologe Walter Alvarez 1980 mit seinem Vater, dem Physiker und Nobelpreisträger Luis Walter Alvarez, untersucht. In der dünnen Tonschicht fanden sie Iridium, ein äußerst seltenes Platingruppenmetall. Iridium kommt in der Erdkruste nur in winzigen Mengen vor, manche Meteoriten enthalten das Metall aber in höheren Konzentrationen. Entstand der Leithorizont also durch einen extrem zerstörerischen Meteoriteneinschlag?

Nach der Veröffentlichung der Herren Alvarez suchte man weltweit nach dem passenden Krater. Schließlich fand man einen rund 200 Kilometer großen auf der Halbinsel Yucatán im Osten Mexikos. Da dieser seitdem geologisch gealtert war und sich zum Teil unterhalb des Schelfgebiets vor der Küste erstreckt, war er zuvor nicht als solcher erkannt worden. Nun rückten ihm etliche geophysikalische Messkampagnen und Bohrungen zu Leibe. Schließlich war klar: Vor 65,5 Millionen Jahren schlug ein rund 10 Kilometer großer Meteorit vor Mexiko ein und verursachte das Massensterben.

Erste Zweifel

U.S. Geological Survey, gemeinfrei

Bild vergrößernAusbruch des philippinischen Vulkans Pinatubo am 12. Juni 1991: Er senkte die globale Temperatur um 0,5 °C ab.
(Bild: U.S. Geological Survey, gemeinfrei)
Doch ist ein so globales dramatisches Ereignis, das zeitlich ins Raster der Extinktion passt, automatisch der Beweis, auch deren Verursacher gewesen zu sein? Muss der ungebetene Gast von Chicxulub wirklich die Dinosaurier auf dem Gewissen haben, bloß weil er zeitgleich zu deren Ableben vorbeischaute?

Im Jahr 2003 veröffentlichte die US-Paläontologin an der Universität Princeton Gerta Keller eine Gegenhypothese. Sie hatte ein weiteres Ereignis globaler Ausmaße gefunden. In der Kreidezeit brach der indische Subkontinent von der Antarktis ab, zu der er ursprünglich gehörte. Mit einer enormen Geschwindigkeit machte er sich gen Norden auf, um schließlich mit Asien zu kollidieren und das Himalaja-Gebirge aufzuwölben. Auf dem Weg dorthin durchkreuzte der Kontinentalsplitter vor rund 65 Millionen Jahren zufällig einen Hot Spot, über dem heute die Réunion-Inseln liegen. Hot Spots sind Wärmeanomalien aus den Tiefen des Erdmantels, die völlig unabhängig von der Plattentektonik sind.

Mutmaßlich der Hot Spot von Réunion heizte die Kruste des vorbeipflügenden Indiens auf. Mit den Dekkan-Trapps entstand die größte vulkanische Provinz der Welt, in der mehr als 500.000 Kubikkilometer basaltischer Lava in mehreren Phasen ausflossen. Es ist bekannt, dass große Vulkanausbrüche das Weltklima verändern können. Der Ausbruch des philippinischen Pinatubo senkte 1991 die globale Durchschnittstemperatur kurzfristig um 0,5 °C ab. Bei den Dekkan-Trapps handelte es sich jedoch um kein Einzelereignis. Während vieler zeitlich isolierter Ausbrüche wurden Asche und Schwefelverbindungen in die Atmosphäre eingebracht. Das globale Ökosystem wurde nachhaltig geschädigt, so Kellers These.

Zusätzlich akzeptierte Keller zwar, dass nahe der Kreide-Paläogen-Grenze ein Meteoritenimpakt stattgefunden hatte. Sie führte aber geologische Belege an, dass dessen Datierung fehlerhaft war und schon 300.000 Jahre früher stattgefunden habe.

Das Rückspiel

Smith609, Markierung: Raumfahrer.net, CC-BY-SA

Die Y-Achse zeigt den Anteil aller marinen Arten, die aussterben gegenüber der geologischen Zeit (X-Achse). Die Kreide-Paläogen-Grenze (rechts, rot markiert) gehört zu den größten fünf Aussterbeereignissen.
(Bild: Smith609, Markierung: Raumfahrer.net, CC-BY-SA)
Die nun von Peter Schulzes Forschergruppe veröffentlichte Arbeit setzt sich mit Kellers Argumenten auseinander. Besonders der global abgelagerte Iridium-Horizont setzt ihrer Beweisführung zu. Sein Alter ist verbrieft und markiert definitiv das Aussterbeereignis. Da auch vulkanische Entgasungen in Indien nicht für so hohe Anreicherungen des seltenen Metalls verantwortlich sein können, gibt es nur zwei mögliche Erklärungen:
  • Die Iridiumanomalie entstand durch einen zweiten Impakt zur Zeit der Dekkan-Eruptionen. Jedoch verursachte nicht der Impakt, sondern die vulkanische Aktivität das Massensterben.
  • Das Massensterben wurde durch den Chicxulub-Einschlag verursacht. Die Dekkan-Vulkane hatten keine so weitreichenden Auswirkungen.
Peter Schulzes Team geht das Problem sehr systematisch an. Es schaut sich erneut die Bohrkerne einer 1.500 Meter tiefen Bohrung aus dem Chicxulub an, Ablagerungen aus der näheren Umgebung Mexikos und weltweit. Es stellt fest, dass Chicxulub der einzige große Krater an der Kreide-Paläogen-Grenze ist. Eine halbe Million Jahre vorher und nachher kennt man kein anderes vergleichbares Ereignis. Und auch der unpassenden zeitlichen Einordnung widersprechen sie: Die Interpretation, der Einschlag habe 300.000 Jahre zu früh stattgefunden, sei nur durch wenige geologische Indizien belegt, wogegen eine Vielzahl anderer Gesteinsdatierungen stünden.

Durch das systematische Zusammentragen der Ergebnisse um den Chicxulubkrater kann auch der genaue Hergang des Einschlags rekonstruiert werden:
  • Der Impakt verursachte Beben der Magnitude 11 oder darüber.
  • Eine Tsunamiwelle ergoss sich über alle angrenzenden Landregionen.
  • Die 3-4 Kilometer mächtige Schelfplattform wurde durchschlagen. Hier lagerten vor allem Karbonat- und Sulfatgesteine, große Mengen Schwefel und Ruß gelangten in die Atmosphäre.
  • Geschmolzenes Gestein wurde auf mehrere Kilometer pro Sekunde beschleunigt. Die so abgelagerten Spherulen finden sich noch in 5.000 Kilometern Entfernung.
  • Ein Teil des Auswurfmaterials wurde nahezu auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigt (11 Kilometer pro Sekunde). Beim atmosphärischen Wiedereintritt heizte es sich zusätzlich auf. Das Material wurde global abgelagert und erhitzte die Bodenzone. Die Temperaturen lagen aber (anders als bisher vermutet) unter der Selbstentzündungstemperatur für Biomasse. So sind globale Busch- und Waldbrände eher unwahrscheinlich.
  • Im mittelamerikanischen Raum dürfte die Lebewelt jedoch komplett zerstört worden sein.
Die Schwefelemissionen hatten besonders drastische Auswirkungen auf das Klima. In die obere Atmosphäre geschleudert, absorbierten sie schlagartig einen größeren Teil des Sonnenlichts. Die Temperatur sank weltweit um 10 °C. Gleichzeitig ging global saurer Regen nieder, so dass selbst marine Arten - für Klimaschwankungen weniger anfällig - in Mitleidenschaft gezogen wurden.

Zwischen 100 und 500 Gigatonnen Schwefel gelangten schlagartig in die Atmosphäre. Die Dekkan-Vulkane spien mit ihren 0,5 Gigatonnen im Jahr nicht in der gleichen Liga. Rund eine Million Jahre spuckten die indischen Vulkane: Über so lange Zeiträume ist die Lebewelt für gewöhnlich in der Lage, sich anzupassen, ohne kollektiv den Löffel abzugeben.

Doch der Fall Chicxulub wird die Geologen nicht zuletzt beschäftigt haben. Der Ball liegt nun wieder im Feld der gegnerischen Mannschaft um Gerta Keller.

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