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Erde+Klima

Dinosaurier-Sterben: Der Tag nach dem Einschlag

Dinosaurier-Sterben
Der Einschlag des Chicxulub-Asteroiden war die Hauptursache für den Untergang der Dinosaurier. (Bild: kbeis/ iStock)

Vor rund 66 Millionen Jahren löste ein Asteroideneinschlag eine globale Katastrophe aus – und den Untergang der Dinosaurier. Was in den ersten 24 Stunden nach dem Einschlag geschah, haben nun Forscher mithilfe eines Bohrkerns aus dem Chicxulub-Krater in Yucatan erstmals rekonstruiert. Die geologischen Daten zeigen, dass schmelzflüssiges Gestein schon nach Minuten nach dem Einschlag den Kraterring bildete. Gleichzeitig verursachte der Einschlag noch tausende Kilometer entfernt gewaltige Brände. Ebenfalls noch am ersten Tag rasten Tsunamis durch den Golf von Mexiko und schwemmten nach Reflexion an den Küsten enorme Mengen Trümmer zurück in den Krater. Die Bohrkern-Daten legen zudem nahe, dass damals weit mehr schwefelhaltige, abkühlende Aerosole in die Atmosphäre gelangten als bislang angenommen.

Es ist die wahrscheinlich bekannteste Katastrophe der Erdgeschichte: Als vor rund 66 Millionen Jahren der Chicxulub-Asteroid in Yucatan einschlug, besiegelte dies das Schicksal der Dinosaurier und vieler weiterer Lebewesen. Denn der Einschlag und seine Folgen lösten ein Massenaussterben aus, dem rund 75 Prozent der irdischen Tier- und Pflanzenarten zum Opfer fielen. Woran genau diese Lebewesen damals jedoch zugrunde gingen und welche Folgen der Asteroideneinschlag hatte, ist bislang nur in Teilen geklärt. Forscher gehen jedoch davon aus, dass der Impakt die Energie von mehr als zehn Millionen Hiroshima-Atombomben freisetzte. Es gibt Indizien dafür, dass auf den Einschlag ausgedehnte Brände, Tsunamis und eine möglicherweise jahrelang anhaltende Periode starker Klimaabkühlung folgten. Letzteres könnte sowohl durch die in Yucatan freigesetzten Schwefel-Aerosole verursacht worden sein als auch durch die Gase der Vulkanausbrüche in den Dekkan Trapps in Indien.

Drastische Folgen schon am ersten Tag

Was damals am ersten Tag nach dem Einschlag geschah, haben nun Sean Gulick von der University of Texas in Austin und seine Kollegen erstmals rekonstruiert. Möglich wurde dieser Blick in die Vergangenheit durch einen Bohrkern, den die Forscher im Rahmen des International Ocean Discovery Program (IODP) am inneren Kraterrand des Chicxulub-Kraters entnommen hatten. „Er dokumentiert die Ereignisse direkt aus Ground Zero“, sagt Gulick. „Damit erzählt er uns über die Impaktprozesse aus der Position eines Augenzeugen.“ Schon die ersten Untersuchungen des Bohrkerns enthüllten, dass innerhalb des ersten Tages nach dem Einschlag im Chicxulub-Krater mehr als 130 Meter an Material abgelagert wurden. „Diese Akkumulation gehört zu den höchsten, die je in der Geologie gefunden wurden“, sagen die Forscher. Neben Trümmerstücken und Sediment enthalten diese Ablagerungen auch typisches Impaktgestein, darunter geschockte Quarzkristalle und zu Glas erstarrte Gesteinsschmelzen.

Aus diesen Ablagerungen konnten die Forscher ermitteln, was in den 24 Stunden nach dem Einschlag des Chicxulub-Asteroiden geschah. In den ersten Augenblicken des Impakts wurden demnach Sedimente und Grundgestein in einer gewaltigen Explosion ausgeschleudert. Sowohl der Asteroid als auch ein großer Teil des Untergrunds verdampften dabei und wurden bis hoch hinauf in die Atmosphäre transportiert. Die Bohrkerndaten belegen, dass im Krater kaum mehr schwefelhaltiges Untergrundgestein übrigblieb. Gulick und sein Team schließen daraus, dass damals weit mehr als die bisher geschätzten 325 Milliarden Tonnen Schwefel in die Atmosphäre gelangt sein könnten. Dieser enorme Einstrom kühlender Schwefel-Aerosole hat eine langanhaltende Abkühlung des Weltklimas bewirkt – einen Impaktwinter. „Unsere Ergebnisse stützen eine solche Sulfat-Aerosol-bedingte globale Abkühlung und Reduktion der Photosynthese als wichtigen Kill-Mechanismus dieser Katastrophe“, sagen die Forscher.

Hitze, Feuer und Wassermassen

Doch bevor es kalt wurde, suchten am ersten Tag zunächst Hitze, Feuer und Wasser die Erde heim, wie die geologischen Daten belegen. Wenige Minuten nach dem Einschlag kollabierte der rund 100 Kilometer große Primärkrater und aus schmelzflüssigem Gestein bildete sich der innere Kraterring. Diese Erhebungen wurden anschließend mit rund 40 Metern an weiteren Schmelzen und Trümmerbrocken bedeckt. Die enorme Hitze des Einschlags, kombiniert mit den glühenden Partikeln, die über tausende Kilometer verteilt auf die Erdoberfläche niedergingen, lösten ein feuriges Inferno aus, wie Kohlenablagerungen im Krater verraten. „Allein die Einschlagswolke erzeugte genügend thermische Strahlung, um Vegetation im Umkreis von 1000 bis 1500 Kilometern in Flammen aufgehen zu lassen“, berichten Gulick und seine Kollegen. „Die thermische Energie der mit hoher Geschwindigkeit ausgeschleuderten und wieder in die Atmosphäre eintretenden Gesteins-Ejekta würde ausreichen, um trockenes Pflanzenmaterial und lebende Flora innerhalb eines mehrere tausend Kilometer großen Radius zu entzünden.“

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Auf diese Feuerhölle folgte in vielen Regionen noch innerhalb der ersten Stunden eine Überflutung: Der Einschlag und die Kraterbildung verursachten einen Tsunami, der sich in alle Richtungen über den Golf von Mexiko ausbreitete, wie Gulick und sein Team berichten. Die ersten von diesem Wasserschwall zurückschwappenden Wellen führten schon eine Stunde nach dem Einschlag zu einer Überflutung des Kraters. Dabei stieg das Wasser am Kraterrand mehr als einen Kilometer an. Zwei bis drei Stunden nach dem Impakt hatte der Tsunami nach den Berechnungen der Forscher auch die entfernteren Küsten des Golfs von Mexiko erreicht. Die Wassermassen könnten dabei bis auf die Höhe des heutigen US-Bundesstaats Illinois ins Land vorgedrungen sein. Doch bei diesem ersten Tsunami blieb es nicht: „Der Chicxulub-Einschlag generierte Erdbeben der Magnitude 10 bis 11 und diese seismischen Erschütterungen führten auch rund 2000 Kilometer weit entfernt zu lokalen Seichen“, berichten Gulick und sein Team. Selbst weit weg von den Küsten könnten so ganze Landstriche überflutet worden sein.

Die neuen Daten bestätigen, dass der Chicxulub-Einschlag bereits in seinen ersten Stunden eine enorme Zerstörungskraft entfaltete. Im Umkreis von mehreren tausend Kilometern um den Krater herum könnten allein die kurzfristigen Folgen des Impakts nahezu alles Leben vernichtet haben. „Nicht alle Dinosaurier starben an diesem Tag, aber viele von ihnen“, sagt Gulick. Den Rest erledigte dann der Impaktwinter, der die globalen Mitteltemperaturen um mehrere Grad senkte und jahrelang für eine Verdunkelung der Sonne sorgte. Für viele Organismen auf der Erde war dies eine fatale Kombination. „Sie wurden erst gegrillt, dann gefroren“, so Gulick.

Quelle: Sean Gulick (University of Texas, Austin) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.1909479116

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Über das Peer Review wurde hier auf Scienceblogs schon viel geschrieben, verdammt vielwirklich viel. Kann man da wirklich noch etwas Neues schreiben? Nun, diese Serie fing ganz anders an. Es geht in dieser Serie denn auch nicht (ausschließlich) um die statistischen Zutaten zur Reproduzierbarkeitskrise (also p-Hacking und Co.), sondern verstärkt um allgemeine Zutaten und diejenigen, welche die Bioinformatik leistet. Und so habe ich gerade erst den Traum formuliert (nicht in dieser Serie und überhaupt schon häufiger), dass auf jeden Artikel-Topf ein Gutachter-Deckel passt: Wäre es nicht schön, jeder zur Veröffentlichung eingereichte Artikel fände engagierte und kompetente GutachterInnen? Womöglich solche, die auch wirklich hilfreiches Feedback geben können und wollen? Hier also eine Überlegung zum Thema peer review und warum mein Traum ein Traum bleiben wird:

Wer als WissenschaftlerIn veröffentlicht, sollte auch bereit sein die Werke Anderer zu begutachten, zu “reviewen”. Schließlich ist ein guter Reviewprozess, also die fachliche Begutachtung von wissenschaftlichen Artikeln, auch ein Austausch unter Kollegen zur Verbesserung von Veröffentlichungen. Persönlich halte ich es so, dass ich mich für jede eigene Veröffentlichung bei Reviewanfragen – die danach unweigerlich kommen werden – bereit erkläre einige Reviews selber zu übernehmen. Wenn eine Anfrage mich interessiert, nehme ich sie lieber an (und bin auch überzeugt bessere Hinweise an KollegInnen geben zu können). Wenn mir ein Thema nichts sagt, lehne ich die Anfrage garantiert ab. Auf diese Weise erstirbt die Anfragenflut jedes Mal nach einer Weile.

Ich betrachte dieses Vorgehen als eine Form des Selbstschutzes: Schließlich habe ich nicht beliebig Zeit. Mir ist klar, dass ich diese Strategie nicht erfunden habe: Viele KollegInnen halten es genau so.

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Dann gibt es die Kategorie der WissenschaftlerInnen, die den Reviewprozess zum Hobby gemacht haben scheinen und extrem viele Artikel begutachten. Aus meinem Satz spricht zwar Unverständnis, aber immerhin übernehmen diese KollegInnen (meist ProfessorInnen nahe dem Karriereende) einen großen Batzen Arbeit.

Damit stehen die zweite Gruppe im größtmöglichen Kontrast zur dritten Gruppe derjenigen, die äußerst selten Reviewanfragen positiv beantworten. Über die Gründe mag ich nicht spekulieren.

Die Konsequenz

Irgendwo in diesem Spannungsfeld bewegen sich alle WissenschaftlerInnen, auch wenn sich nicht alle Mitlesenden genau in einer der überspitzt beschriebenen Gruppen verordnen. Dennoch ist klar, dass nicht für jede wissenschaftliche Veröffentlichung jemand mit wirklich passender Expertise als Reviewer gewonnen werden kann. Es sei denn wir nehmen an, die zweite Gruppe ist in ihren Fachgebieten tendenziell breit aufgestellt und super kompetent …

Reviewerdatenbanken und freiwilliger Review

Einige Verlage und freie Organisationen pflegen Reviewerdatenbanken (Beispiel). Dies ist gewissermaßen ein Lösungsansatz. Über die Wirkung kann ich nur spekulieren – mangelnder Qualität auf breiter Front abhelfen ist bislang jedoch nicht gelungen. Meine Vermutung ist, dass die Wirkung hinsichtlich “Passgenauigkeit” der Reviewer zum Veröffentlichungsthema begrenzt ist, schließlich gibt es dennoch zu wenige Leute, welche die Gutachtertätigkeit übernehmen. Ich merke nämlich immer wieder:  Editoren und Redakteure freuen sich einfach stark über Freiwillige.

“Wo bleibt dabei arXiv?” werden sich bestimmt schon einige von Euch gefragt haben. Dieser Dokumentenserver zum Einstellen von noch nicht begutachteten Artikeln, sogenannten Pre-Prints, hat auch Nachahmer in anderen Bereichen gefunden; nicht zuletzt der Biologie, die in diesem Blog mit der Bioinformatik immer wieder im Rampenlicht steht. Bei diesen Serverdiensten begutachten freiwillige FachwissenschaftlerInnen die eingereichten Arbeiten. Das funktioniert nicht schlecht. Es kann sogar zur Ablehnung von Artikeln kommen und in manchen Bereichen ersetzen diese Dokumentenserver gar die Veröffentlichung in einer Fachzeitschrift.

Vielleicht ist das irgendwann einmal die Lösung für das Topf-und-Deckel-Problem des Begutachtungsprozesses. Vielleicht ist es so, dass jeder Artikel Aufmerksamkeit der wirklich interessierte KollegInnen auf sich ziehen kann. Und dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, dass diese an einem niederschwelligen Kommentar- und Begutachtungsprozess auch teilnehmen. So lange jedoch wir WissenschaftlerInnen sehr viele Quellen in Form konkurrierender Zeitschriften (Open vs. Closed Access) und die Dokumentenserver haben, gibt es auch konkurrierende Systeme die einander das “Qualitätswasser” möglicher Reviewer abgraben. Und so lange wird mein Traum des stets gut zum Artikel passenden Peers ein Traum bleiben. Mitunter mit gravierenden Folgen.

Und zum Schluss

Irgendwie finde ich, dass die Artikel einer solchen Serie nicht im Rant-Modus enden sollten. Was kann aber hier folgen? Der Appell sich zum Review bereit zu finden? Ja natürlich, aber das wird das Problem nicht lösen. Stattdessen: Fordert von den Editoren einen Kriterienkatalog ein, wenn sie Euch um ein Gutachten bitten! Nicht wenige Zeitschriften verweisen bereits auf solche Kriterien, die ein Artikel in ihrem Journal erfüllen soll. Seid kritisch und freundlich, wenn ihr begutachtet und gebt den Editoren Feedback zum Kriterienkatalog. Und wenn Ihr selbst Entscheidungsträger seid (z. B. als Editor), greift ein paar von den geschilderten Maßnahmen auf, wenn “Euer Journal” sie noch nicht etabliert hat.

https://scienceblogs.de/rupture-de-catenaire/2020/09/09/zutaten-zur-reproduzierbarkeitskrise-2-nicht-zu-jedem-topf-passt-ein-deckel-ueber-die-schwierigkeit-gute-reviewer-zu-finden/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=zutaten-zur-reproduzierbarkeitskrise-2-nicht-zu-jedem-topf-passt-ein-deckel-ueber-die-schwierigkeit-gute-reviewer-zu-finden

Neu|be|ginn  〈m. 1; unz.〉 erneuter Beginn von etwas, wiederholter Anfang; Sy Neuanfang ... mehr

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