Nach dem Einschlag des massiven Asteroiden vor 66 Millionen Jahren – als Erdbeben, Tsunamis und Brände erloschen waren – hätten die überlebenden Lebewesen auf der Erde mit einer beispiellosen Dunkelheit zu kämpfen gehabt, wie aktuelle Forschungsergebnisse zeigen.
Computermodelle belegen: Diese Finsternis hätte beeindruckende zwei Jahre angehalten, Photosynthese unmöglich gemacht, Temperaturen hat gesenkt und Meeresorganismen durch den Kollaps eines zentralen Nahrungskettenglieds ausgelöscht.
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Dies erklärt nicht nur, warum im K-Pg-Aussterben der Kreide-Paläogen-Periode über drei Viertel aller Arten – inklusive aller Nicht-Vogel-Dinosaurier – verschwanden, sondern auch, wie eine kleine Minderheit überlebte.
Der Einschlag auf der Yucatán-Halbinsel löste Erdbeben, Tsunamis und Vulkanausbrüche aus. Verdampftes Gestein und Ruß wurden hochgeschleudert, kondensierten zu Kügelchen und verursachten beim Zurückfallen durch Reibung globale Brände, die die Erdoberfläche versengten.
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Die neuesten Ergebnisse setzen dort an, wo frühere Analysen endeten. „Das Aussterben vieler großer Landtiere könnte durch unmittelbare Einschlagfolgen erklärt werden, doch ozeanische oder grabende Arten hätten überleben können“, erklärt Hauptautor Charles Bardeen vom National Center for Atmospheric Research (NCAR). „Unsere Studie untersucht die langfristigen Effekte des Rußes – nach Erdbeben, Tsunamis und Bränden – und deren Auswirkungen auf die verbliebenen Tiere.“
In früheren Arbeiten schätzten Forscher den Ruß aus Waldbränden via Gesteinsablagerungen. Bardeen und Kollegen (Rolando Garcia, Andrew Conley, Owen Brian Toon von der University of Colorado Boulder) simulierten mit dem NCAR-Community Earth System Model (CESM) die globalen Klimaeffekte.
Auswirkungen auf die Erdoberfläche
Um die Klimasensitivität zu testen, nutzten sie Schätzungen von 15.000 Megatonnen Ruß in der K-Pg-Gesteinsschicht – plus kleinere/großere Varianten.
Erhitzter Ruß bildete eine Barriere, die Sonnenlicht blockierte: „Zuerst so dunkel wie eine Mondnacht“, beschreibt Toon. Photosynthese war über 1,5 Jahre unmöglich; Landpflanzen brannten größtenteils, Überlebende und Phytoplankton kämpften. Der Verlust traf Ozeane kaskadenartig.
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Dies führte zu Temperaturstürzen: -28 °C über Land, -11 °C über Ozeanen. Selbst bei 5.000 Megatonnen Ruß blockierte es Photosynthese mindestens ein Jahr.
Auswirkungen auf die Erdatmosphäre
In der Stratosphäre erwärmte absorbierter Ruß die Luft, zerstörte Ozon und speicherte Wasserdampf, der Wasserstoffverbindungen bildete und UV-Strahlung nach Rußabbau freisetzte.
Überraschend half Wasserdampf: Abkühlung ließ ihn zu Eis kondensieren, das Ruß auswusch. Der Rußschleier lichtete sich so in Monaten.
Das Szenario des „nuklearen Winters“
Die Simulationen basieren auf dem modernen Erdsystem; Kreide-Erde hatte andere Kontinente, höheres CO₂. Vulkanische Schwefel oder Krustenaerosole fehlen.
„Ein Asteroideneinschlag ist eine massive Störung“, sagt Bardeen. „Wir passten das Modell an, z. B. für Stratosphären-Erwärmung über 200 °C.“
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Diese Erkenntnisse eignen sich für „nuklearen Winter“-Modelle: Nuklearbrände injizieren weniger Ruß, verursachen aber ähnliche Kühlung mit verheerenden Effekten. „Weniger als beim K-Pg, doch dramatisch“, betont Bardeen.
Die Studie erschien in den Proceedings of the National Academy of Sciences, unterstützt von NASA und University of Colorado Boulder.