Gammablitz Massentod durch kosmische Explosion

Eines der größten Massensterben der Erdgeschichte könnte von einer gewaltigen Explosion im All ausgelöst worden sein. Wissenschaftler präsentieren jetzt neue Hinweise dafür, dass ein so genannter Gammablitz vor 440 Millionen Jahren zwei Drittel des irdischen Lebens ausgelöscht hat.




Gammablitz beim Auftreffen auf die Erde (Zeichnung): Löste eine kosmische Explosion ein Massensterben aus?
NASA

Gammablitz beim Auftreffen auf die Erde (Zeichnung): Löste eine kosmische Explosion ein Massensterben aus?

Es sind die heftigsten bekannten Energieausbrüche im Universum: Gammablitze, auch als "Gamma Ray Bursts" (GRB) bekannt, setzen oft innerhalb weniger Sekunden mehr Energie frei als unsere Sonne während ihrer gesamten bisherigen Existenz von 4,6 Milliarden Jahren. Wenn ein sterbender Stern in sich zusammenfällt, so die gängige Theorie, haucht er in einer gewaltigen Explosion sein Leben aus und verursacht mitunter einen Gammablitz. Die Strahlung wird dabei in zwei entgegengesetzte Richtungen gebündelt abgestrahlt und erreicht erst dadurch ihre ungeheure Zerstörungskraft.

Manche Wissenschaftler sind der Meinung, dass die kosmischen Feuerwerke auch auf der Erde ihre Spuren hinterlassen haben. US-Forscher um Adrian Melott von der University of Kansas haben schon vor mehr als einem Jahr die Theorie vorgestellt, dass ein Gammastrahlen-Ausbruch im Erdzeitalter Ordovizium vor rund 440 Millionen Jahren die Erde getroffen und das zweitgrößte Artensterben der Geschichte ausgelöst haben könnte.

Zwar räumen die Wissenschaftler ein, keine direkten Beweise wie etwa die Überreste einer Supernova vorweisen zu können. Doch die Ergebnisse von aufwändigen Simulationen der chemischen Vorgänge in der Erdatmosphäre sollen ihre Theorie nun untermauern.

Das überraschendste Ergebnis der Computerberechnungen sei, dass schon ein kurzer Gammablitz aus der unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft der Erde verheerende Auswirkungen hätte. "Ein zehn Sekunden langer Ausbruch kann schwere Schäden in der Ozonschicht verursachen, die über Jahre andauern", sagte Melott, dessen Forschung von der US-Raumfahrtbehörde Nasa mitfinanziert wird.

Simulation der Regionen, in denen Erbgutschäden am wahrscheinlichsten wären: Verheerende Folgen für das irdische Leben
NASA/ U. of Kansas

Simulation der Regionen, in denen Erbgutschäden am wahrscheinlichsten wären: Verheerende Folgen für das irdische Leben

Melotts Kollege Brian Thomas errechnete, dass ein solches Ereignis in der Erdatmosphäre eine Kettenreaktion in Gang setzen würde. Die Strahlung würde demnach Stickstoffmoleküle in Stickstoffatome aufspalten, die mit Sauerstoff reagieren und dabei Stickoxid bilden. Das Stickoxid wiederum zerstörte in der Simulation das Ozon und produzierte Stickstoffdioxid, das seinerseits mit atomarem Sauerstoff reagiert und wieder mehr Stickoxid bildet - der Verlust von noch mehr Ozon ist die Folge.

Innerhalb weniger Wochen wäre maximal die Hälfte der Ozonschicht zerstört, schreiben Thomas, Melott und Forscher vom Goddard Space Flight Center der Nasa in einem Artikel für das Fachblatt "Astrophysical Journal Letters" (Ausg. 622, Nr. 2, S. 153).

UV-Licht tötet Mehrzahl aller Arten

Die ultraviolette Strahlung der Sonne könnte die Erdoberfläche in einem solchen Szenario zum Teil ungefiltert erreichen. Die Folgen für das irdische Leben, das vor 450 Millionen Jahren hauptsächlich in den Ozeanen vorkam, wären alles andere als erholsam. "Lebewesen, die in Wassertiefen von einem Meter und mehr vorkommen, wären geschützt", sagt Thomas. "Plankton und andere Lebensformen an der Wasseroberfläche würden dagegen nicht überleben."

Gammastrahlen traktieren die Atmosphäre (Zeichnung): Durchlöcherte Ozonschicht
NASA

Gammastrahlen traktieren die Atmosphäre (Zeichnung): Durchlöcherte Ozonschicht

Da Plankton die Grundlage für die Nahrungskette im Meer ist, hätte seine weitgehende Zerstörung drastische Auswirkungen auf alle anderen Meeresbewohner. Das Aussterben von mehr als 60 Prozent aller Arten auf der Erde wäre eine mögliche Folge, glauben die Wissenschaftler.

Gammablitze in unmittelbarer Nähe der Erde sind zwar ein äußerst seltenes Phänomen, räumen die Forscher ein. "Aber angesichts von Milliarden von Sternen allein in der Milchstraße gibt es eine gute Chance, dass ein massiver Stern in relativer Nähe zur Erde explodiert ist und Gammastrahlen in unsere Richtung geschickt hat", meint Thomas. Statistisch gesehen müsste die Erde während der letzten Jahrmilliarde mindestens einmal von einem Gammablitz aus einer Entfernung von weniger als 6000 Lichtjahren getroffen worden sein.

Die Theorie würde nach Meinung der Wissenschaftler auch elegant erklären, wie es zu der 500.000 Jahre langen Eiszeit kommen konnte, die neben dem Massensterben in fossilen Funden aus dem Ordovizium nachgewiesen wurde. "Die Erde war kurz zuvor ungewöhnlich warm", sagt Melott. "Klimaexperten waren bisher nicht in der Lage, das plötzliche Auftauchen riesiger Gletscher zu erklären."

Die chemischen Reaktionen aber, die ein Gammablitz in der Atmosphäre hervorrufen würde, hätten auch zur Folge, dass sich eine dicke Smogschicht um die Erde legt. Damit wäre eine Eiszeit nicht, wie von den meisten Wissenschaftlern angenommen, der Auslöser des Massentods - sondern nur eine Hinterlassenschaft des wirklichen Killers.



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