75 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten, darunter die Dinosaurier, starben aus. Ein Forscherteam berichtet nun im Fachjournal "Nature Communications", dass der Einschlag im "tödlichsten Winkel" erfolgte und dadurch ein Maximum an klimaverändernden Gasen in die obere Atmosphäre geschleudert wurde.
Die Spuren des Einschlags eines rund zehn Kilometer großen Asteroiden auf der mexikanischen Halbinsel Yucatan am Ende der Kreidezeit sind zum größten Teil unter Hunderten Metern Meeresablagerungen im Golf von Mexiko verborgen. 2016 hat ein Forscherteam aus zwölf Ländern erstmals Bohrungen im Ringgebirge ("Peak Ring") im Zentrum des rund 200 Kilometer großen, nach der mexikanischen Hafenstadt Chicxulub benannten Krater durchgeführt.
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NHM charakterisiert Bohrkerne
Aus Österreich ist der Impaktforscher Ludovic Ferrière, Kurator der Meteoritensammlung am Naturhistorischen Museum (NHM) in Wien, an dem Bohrprojekt und der Auswertung der Bohrkerne beteiligt; er ist auch Ko-Autor der aktuellen Arbeit. Gemeinsam mit NHM-Generaldirektor Christian Köberl und dem Doktoranden Jean-Guillaume Feignon hat er die Bohrkerne detailliert charakterisiert und insbesondere die beim Impakt entstandenen Stoßdrücke abgeschätzt.
Unter anderem mit Hilfe dieser geophysikalischen Daten und numerischen 3D-Simulationen haben Forscher um Gareth Collins vom Imperial College London das Ereignis reproduziert. "Es ist die erste 3D-Simulation der vollständigen Struktur und des gesamten Verlaufs der Kraterbildung", erklärte Ferriere gegenüber der APA. Die dreidimensionale Simulation zeigt, dass der Asteroid aus Nordosten kommend die Erde in einem steilen Winkel von 45 bis 60 Grad traf. Einen Einschlagwinkel kleiner als 30 Grad schließen die Wissenschafter aus.
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Die oberen Erdschichten um den Chicxulub-Krater enthielten große Mengen an Wasser sowie poröses Karbonat- und Evaporitgestein. Durch die gewaltige Energie beim Einschlag wurde viel von diesem Material verdampft und große Mengen an Kohlendioxid, Schwefel und Wasserdampf in die Atmosphäre geschleudert. Entscheidend für die gravierenden Folgen war dabei der Schwefel, der schnell Aerosole bildet. Diese winzigen Partikel blockierten die Sonnenstrahlen und ließen so das Klima schnell abkühlen.
Steiler Aufprall setzte klimawirksame Gase frei
Den Forschern zufolge setzte der steile Aufprallwinkel mehr klimawirksame Gase frei als ein flacher oder nahezu senkrechter Einschlag. Sie gehen davon aus, dass durch den Impakt wahrscheinlich Milliarden Tonnen Schwefel freigesetzt wurden. "Der Einschlag erfolgt in einem der tödlichsten Winkel und für die Dinosaurier ist das Worst-Case-Szenario eingetreten", so Collins in einer Aussendung.
Für die Rekonstruktion von Einschlagwinkel und der -richtung analysierten die Wissenschafter Form und unterirdische Struktur des Kraters. Entscheidend sei dabei die Beziehung zwischen dem Kraterzentrum, dem Mittelpunkt des Ringgebirges, das sich im Kraterinneren mehrere Hundert Meter über dem sonst flachen Boden erhebt, sowie dem Zentrum des dichten, hochgezogenen Mantelgesteins etwa 30 Kilometer unterhalb des Kraters gewesen. Die Mittelpunkte dieser Strukturen sind in südwestlich-nordöstlicher Richtung ausgerichtet.