Meteoriten-Katastrophe: Der große Einschlag von Chicxulub
Evolution Der Meteorit, der Leben auf der Erde fast zerstörte - und neu belebte
Vom Berliner Funkturm zur Rummelsburger Bucht, von den St.-Pauli-Landungsbrücken nach Langenhorn, von der Dresdner Frauenkirche nach Radeberg oder vom Schloss Heidelberg zum Hockenheimring - jede dieser Strecken misst etwa 14 Kilometer Luftlinie. Höchstwahrscheinlich fallen Ihnen noch bessere Beispiele aus Ihrem direkten Umfeld ein. Sie könnten beim Verständnis helfen - denn ungefähr 14 Kilometer groß soll der Meteorit gewesen sein, dessen Einschlag vor 66 Millionen Jahren das Leben auf der Erde radikal veränderte.
Klingt nicht so groß? Nun, etwa drei Viertel aller Arten auf dem Planeten überlebten den Einschlag nicht. Die - womöglich schon vorher schwächelnden - Dinosaurier? Dahingerafft. Echsen und Schlangen? Fast alle weg. Ammoniten? Ausgestorben. Das lag auch daran, dass der Brocken genau dort einschlug, wo er einschlug. "Es war ein ausgesprochen ungünstiger Platz", sagt der Geophysiker Sean Gulick von der University of Texas in Austin.
Der Meteorit krachte im Gebiet der mexikanischen Halbinsel Yucatán mit etwa 72.000 Kilometern pro Stunde auf die Erdoberfläche, in einem Winkel von 60 Grad. So jedenfalls die aktuellen Schätzungen. Mit der Wucht von Hunderten Millionen Hiroshima-Atombomben löste er eine globale Katastrophe unvorstellbaren Ausmaßes aus. Tödliche Folgen für das Leben auf der Erde hatten unter anderem gigantische Schwefelwolken, die sich nach dem Einschlag in der Erdatmosphäre verteilten.
Auf dem Jahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) in New Orleans berichtet ein Wissenschaftlerteam um Gulick und Joanna Morgan vom Imperial College London nun von den neuesten Forschungsergebnissen zum sogenannten Chicxulub-Ereignis.
Krater teils unter Wasser
Von der Katastrophe zeugt ein gigantischer Krater mit einem Durchmesser von etwa 200 Kilometern. Dieser liegt halb auf dem Festland und halb im Golf von Mexiko. Zu sehen ist der Krater nicht, weil er unter jüngeren Sedimentgesteinen verborgen liegt. Erst 1991 wurde seine Lage entdeckt, gezielte Bohrungen gab es in den Neunzigern und im Jahr 2002. Doch viele Fragen zum Chicxulub-Krater blieben offen. Deswegen entschieden sich die Forscher, die Katastrophe mit einer weiteren Bohrung zu erkunden.
"Durch eine Bohrung am 'Ground Zero' können wir auch verstehen, wie das Leben wiederkam", sagt Gulick. Auch deutsche Forscher waren an dieser Expedition 364 von International Ocean Discovery Program und International Continental Scientific Drilling Program im Frühjahr 2016 beteiligt. Die Bohrkerne werden an der Universität Bremen gelagert, die Auswertung der Daten läuft noch. (Hier gibt es einen vorläufigen Bericht.)
Meteoriten-Katastrophe: Der große Einschlag von Chicxulub
Gebohrt wurde bis in 1335 Meter unter dem Meeresboden, an einem ganz besonderen Ort nahe der Kratermitte: Bei Einschlägen wie dem des Chicxulub-Meteoriten entsteht nicht nur außen am Krater ein mächtiger Ring, sondern auch im Inneren. Dort war der Aufschlag mit der größten Wucht erfolgt. Der Boden wurde bis zu 30 Kilometer tief eingedrückt. "Das Gestein verhielt sich bei diesem Druck wie eine Flüssigkeit", sagt Gulick. Eine riesige Gesteinsfontäne schoss in den Himmel und fiel wieder in sich zusammen. Zurück blieb ein rund 400 Meter hoher sogenannter Peak-Ring im Inneren des Kraters - und dort setzten die Forscher den Bohrer an .
Der Einschlag drückte gewissermaßen den Reset-Knopf der Evolution auf der Erde: Im Umkreis von 1500 Kilometern töteten die Druck- und Hitzewellen alles Leben sofort, weiter entfernte Gebiete wurden von unvorstellbaren Fluten heimgesucht. Doch damit war die Sache längst nicht ausgestanden. Riesige Mengen Staub und Asche wurden beim Impakt in die Atmosphäre geschleudert. Beim Zurücksinken zur Erde verglühte ein Teil von ihnen und sorgte für einen globalen Hitzepuls. Der war nur kurz, aber verheerend.
Bittere Kälte selbst in den Tropen
Es folgte zuerst eine Flut an saurem Regen - und dann die Kälte. Schwefelverbindungen, die nicht verglüht waren, verdunkelten die Sonne über viele Jahre. Und das war das Fatale an dem Einschlagsort des Meteoriten im flachen Wasser am Rand einer Kontinentalplatte: Dort gab es besonders viel Anhydrid-Gestein, aus dem sich der Schwefel lösen konnte. Wäre der Meteorit im tiefen Wasser des Pazifiks gelandet, wären die globalen Folgen deutlich weniger schwer ausgefallen.
Doch stattdessen setzte der Crash den verheerenden Schwefel frei. Forscher um Julia Brugger vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung gehen in Folge von einer Abkühlung der Atmosphäre um beeindruckende 26 Grad aus . Mindestens drei, womöglich aber bis zu 16 Jahre habe die globale Temperatur im Schnitt unter dem Gefrierpunkt gelegen. Selbst in den Tropen seien nur magere fünf Grad drin gewesen. Es habe 30 Jahre gedauert, bis die Lage wieder einigermaßen normal gewesen sei.
Währenddessen starben erst die Pflanzen, dann die Tiere. Forscher sprechen von der Kreide-Paläogen-Grenze (früher: Kreide-Tertiär-Grenze), dem Beginn der Erdneuzeit. Brugger und ihr Team haben für ihre Rechnungen eine Schwefelmenge von 100 Gigatonnen angenommen. Neuesten Ergebnissen von Morgan und ihren Kollegen zufolge, lag diese jedoch mehr als drei Mal so hoch - bei 325 Gigatonnen.
Frei wurden auch große Mengen an Kohlendioxid, nach neuesten Schätzungen etwa 425 Gigatonnen. Doch deren wärmende Wirkung in der Erdatmosphäre setzte erst mit Verzögerung ein, der Schwefel dagegen kühlte sofort. Dafür versauerte das CO2 die Weltmeere, eine weitere Belastung für das Leben.
Zehn Mal höherer Wassergehalt im Gestein
Die monströsen Kräfte, denen so viele Arten zum Opfer fielen, sorgten aber trotzdem auch für eine schnelle Rückkehr des Lebens. Das machen Morgan und Gulick klar. In den Bohrkernen fanden die Forscher überraschend poröse Granitgesteine mit vergleichsweise geringer Dichte. Der Wassergehalt sei zehnmal höher als bei Granit üblich. Besonders interessant sei eine 80 Zentimeter dicke Schicht im Bohrkern 40. Das Gestein dort liegt aktuell 617 Meter unter dem Meeresboden. Sie stamme aus der Zeit direkt nach der Katastrophe.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich einfache Organismen bereits kurz nach dem Einschlag wieder im Krater ansiedelten. Sie dürften mit Meerwasser dorthin gekommen sein. Die Kraterwand im Nordosten sei wegen des schiefen Einschlags des Meteoriten bereits nach Minuten kollabiert und habe Platz für den Ozean gemacht.
Die Neuankömmlinge seien durch einen hydrothermalen Kreislauf mit Wärme aus dem Erdinneren versorgt, so die Forscher . "Wir finden sofort wieder Leben im Krater", sagt Gulick. Das warme Wasser habe den Mikroben auch Nährstoffe verschafft - über Hunderttausende von Jahren. Bis heute fänden sich in den Gesteinsproben des Bohrkerns überdurchschnittlich viele Mikroorganismen, sagt seine Kollegin Morgan. Aktuell werde mit Genanalysen untersucht, um welche Mikroben es sich genau handelt.
Und was wurde aus dem Meteoriten? Durch die Wucht des Einschlags wurde er vermutlich komplett in winzigste Teile aufgeschmolzen, die sich weltweit nachweisen lassen. Aber auch im Bohrkern von Chicxulub fanden die Forscher verräterische Metallspuren. Derzeit untersuchen vier Labore in der ganzen Welt diese Proben. Die Experten dort sollen klären, ob das Metall womöglich ein Rest des Impaktors ist - oder in dem hydrothermalen System gebildet wurde, in dem das Leben so schnell nach der Katastrophe den Neustart wagte.
Zusammengefasst: Die Erdneuzeit begann mit einer gewaltigen Katastrophe - dem Einschlag eines 14 Kilometer großen Meteoriten im Gebiet der mexikanischen Halbinsel Yucatán. Der Crash tötete Pflanzen und Tiere weltweit. Doch neue Untersuchungen von Gesteinsschichten tief unter dem Meeresboden zeigen, wie schnell sich an dem Ort des Einschlags neue Organismen ansiedelten.
