30. Jan. 2018

Das Ende der Dinosaurierherrschaft über die Erde kam mit einem Donnerschlag. In einer seichten Bucht der heute mexikanischen Atlantikküste schlug vor rund 66 Millionen Jahren ein Asteroid ein, den Experten auf rund zehn Kilometer Durchmesser taxieren. Seit die beiden US-Geologen Luis und Walter Alvarez 1980 diese Einschlag-Hypothese zum ersten Mal formulierten, tobt heftiger Streit um das Ereignis.

Ein europäisches Bohrprojekt holte 2016 zum ersten Mal Bohrkerne direkt aus dem Zentrum des Chicxulub-Kraters. Mittlerweile werden die ersten Resultate publiziert. Auf der Herbsttagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union in New Orleans wurden sie in eigenen Veranstaltungen diskutiert.

Am Ende scheinen die Dinosaurier einem Zufall zum Opfer gefallen zu sein. "Hätte der Asteroid den Pazifik irgendwo getroffen, wären die Folgen wohl nicht annähernd so katastrophal gewesen", betont die Geophysikerin Joanna Morgan auf der Herbsttagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union. Die Professorin am Imperial College in London ist Chef-Wissenschaftlerin der Bohrexpedition in den Chicxulub-Krater, vor der mexikanischen Halbinsel Yucatán, der von dem verheerenden Asteroideneinschlag am Ende des Erdmittelalters zeugt. Bis zu 1300 Meter tief in den Einschlagskrater bohrte die vom europäischen Teil des Internationalen Meerestiefbohrprogramms IODP finanzierte Expedition im Mai 2016, nach und nach kommen jetzt die Ergebnisse.

Der Zufall wollte es, dass der Asteroid mit rund zehn Kilometer Durchmesser ein seichtes Schelfmeer am Rand des jungen Atlantiks traf. So wurde seine Bewegungsenergie kaum durch den Ozean gedämpft, das Resultat war ein riesiger Krater und ungeheure Mengen an zerstäubten und verdampften Sedimenten. "Wir wissen jetzt sehr viel genauer, welcher Teil des Untergrunds verdampfte und wir wissen durch die Bohrungen genauer, wie dieser Untergrund zusammengesetzt war und deshalb können wir die Schwefelmengen besser einschätzen, die damals in die Atmosphäre gelangten", betont Joanna Morgan. Schwefel ist deshalb von Bedeutung, weil er feine Teilchen bildet, ein sogenanntes Aerosol, das in der Atmosphäre wie ein Sonnenschirm wirkt. "Bislang gab es Schätzungen, die von 70 bis 700 Gigatonnen Schwefel reichten, und das macht schon einen ziemlichen Unterschied in der Klimawirkung aus", so Morgan.

Überblick: Chicxulub-Krater vor der Küste von Yucatán.

Überblick: Chicxulub-Krater vor der Küste von Yucatán.

Bild: IODP/ECORD
Auf einen Schlag fand die Ära der Dinosaurier ein Ende.

Auf einen Schlag fand die Ära der Dinosaurier ein Ende.

Bild: Donald E. Davis/NASA
Hubschiff Myrtle steht auf drei Beinen auf dem Meeresboden.

Hubschiff Myrtle steht auf drei Beinen auf dem Meeresboden.

Bild: IODP/ECORD/D. Smith
Sean Gulick (Texas) und Joanna Morgan (London) leiten die Bohrexpedition im Chicxulub-Krater.

Sean Gulick (Texas) und Joanna Morgan (London) leiten die Bohrexpedition im Chicxulub-Krater.

Bild: ECORD
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Überblick: Chicxulub-Krater vor der Küste von Yucatán.

Bild: IODP/ECORD

Auf einen Schlag fand die Ära der Dinosaurier ein Ende.

Bild: Donald E. Davis/NASA

Hubschiff Myrtle steht auf drei Beinen auf dem Meeresboden.

Bild: IODP/ECORD/D. Smith

Sean Gulick (Texas) und Joanna Morgan (London) leiten die Bohrexpedition im Chicxulub-Krater.

Bild: ECORD

Weltweit Temperaturen unter Null

Aufgrund der Bohrkerne haben Joanna Morgan und die Physikerin Natalia Artemieva vom Planetary Science Institute in Tucson, Arizona, in den "Geophysical Research Letters" den Ausstoß eingrenzen können. Sie geben Mengen von 200 bis 450 Gigatonnen Schwefel und 250 bis 585 Gigatonnen Kohlendioxid an. Die Klimafolgen waren drastisch. Noch bevor die Ergebnisse des Bohrprojektes bekannt waren, hatten Modellierer vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK) Simulationen mit älteren Daten durchgeführt. "Es gab eine ausgedehnte Kälteperiode, in der die Temperaturen an Land um durchschnittlich 25 Grad sanken, in den Ozeanen um rund elf Grad", referiert Joanna Morgan die Ergebnisse, die Anfang 2017 ebenfalls in den "Geophysical Research Letters" erschienen.
"Es wurde kalt, richtig kalt", betonte PIK-Forscherin Julia Brugger in einer Pressemitteilung des Instituts. Für mindestens drei Jahre sank sogar der Temperaturdurchschnitt an Land deutlich unter den Gefrierpunkt. In den Tropen sank sie besonders drastisch von über 20 Grad auf -20 Grad in Afrika und Südamerika. "Die Kälte könnte auch 16 Jahre gedauert haben, das hängt davon ab, wie schnell der Schwefel wieder aus der Stratosphäre entfernt wurde", so Joanna Morgan. Dass die Partikel den Aufstieg in die Stratosphäre schafften, halten die Wissenschaftler angesichts der Einschlagsenergie für sehr wahrscheinlich. In diesem mittleren Stockwerk der Atmosphäre entfalten die Schwebteilchen die stärkste Wirkung, weil sie dort dünne Schleierwolken formen und nur langsam wieder zur Erde zurücksinken. Nach dem Chicxulub-Einschlag dürfte genug Schwefel vorhanden gewesen sein, um den gesamten Planeten einzuhüllen.

Primärproduktion brach zusammen

Zusammen mit der Asche, die zumindest am Anfang für weltweite Dunkelheit gesorgt haben dürfte, traf der Temperatursturz die Ökosysteme der Kreidezeit ins Mark, denn unter den dramatisch verschlechterten Bedingungen brach die Primärproduktion der Pflanzen zusammen. In den Ozeanen verschwanden zum Beispiel rund neun Zehntel der Mikroalgen, die dort die Basis der Ökosysteme bilden. "Es gab eine drastische Verknappung an der Basis der Nahrungspyramide", so Joanna Morgan, "und die Dinosaurier konnten den Nahrungsmangel nicht lange durchstehen." Das Massensterben, das folgte, beendete die Herrschaft der Reptilien an Land und in den Weltmeeren für immer. Joanna Morgan sieht in den Befunden aus den Chicxulub-Bohrkernen einen eindeutigen Beleg für die sogenannte Alvarez-Hypothese. Die beiden US-Geologen Luis und Walter Alvarez identifizierten in der 80er-Jahren als erste einen Asteroiden als Dinosaurierkiller. Morgan: "Es ist noch nicht allgemein akzeptiert, aber doch von vielen, dass dieses Massenaussterben abrupt war und kein langsamer Niedergang."

Leben kam schnell wieder zurück

Erstaunlich schnell kam das Leben auch wieder in Gang. Gerade am Einschlagsort zeigten sich, so Joanna Morgan, "erstaunlich schnell" wieder Spuren von Lebewesen. "In unserem Bohrkern gibt es eine aufregende, 80 Zentimeter dicke Lage, die diesen Neuanfang tatsächlich widerspiegelt", ergänzt Sean Gulick von der Texas University, mit dem sich Morgan die Leitung des Bohrprojektes teilt. "Wir finden direkt nach dem Impakt Plankton, das von dem tiefgreifend gestörten Ökosystem profitiert, die – wenn man so will – Katastrophengewinnler", so Gulick. Der Atlantik flutete den Krater innerhalb weniger Minuten komplett und mit dem Meerwasser gelangten auch Mikrolebewesen in den Chicxulub. "Es sind Pionierorganismen, die dort leben, wo es anderen schlecht geht", so Gulick, "bald darauf entstehen neue Arten. Im Grunde genommen finden wir direkt nach dem Einschlag wieder Leben im Krater." Wie genau die Wiederbesiedelung gelang und vor allem was "erstaunlich schnell" bedeutet, wollen die Forscher allerdings noch nicht genau sagen, weil die entsprechenden wissenschaftlichen Berichte erst noch veröffentlicht werden müssen.