Wissenschaftler des American Museum of Natural History und der University of Chicago haben erklärt, wie sich nach dem Asteroideneinschlag, der das Aussterben der Dinosaurier auslöste, ein die Erde umgebender Rückstand bildete. Die Studie, die in der April-Ausgabe der Zeitschrift Geology veröffentlicht wird, zeichnet das bisher detaillierteste Bild der komplizierten Chemie des beim Einschlag erzeugten Feuerballs.
Der Rückstand besteht aus sandgroßen Tröpfchen heißer Flüssigkeit, die aus der Dampfwolke kondensiert sind, die vor 65 Millionen Jahren von einem einschlagenden Asteroiden produziert wurde. Wissenschaftler haben drei verschiedene Ursprünge für diese Tröpfchen vorgeschlagen, die Wissenschaftler 'Kügelchen' nennen. Einige Forscher haben die Theorie aufgestellt, dass atmosphärische Reibung die Tröpfchen des Asteroiden schmolz, als er sich der Erdoberfläche näherte. Wieder andere vermuteten, dass die Tröpfchen nach der Kollision des Asteroiden mit der Erde aus dem Chicxulub-Einschlagskrater vor der Küste der mexikanischen Halbinsel Yucatan spritzten.
Aber Analysen von Denton Ebel, Assistant Curator of Meteorites am American Museum of Natural History, und Lawrence Grossman, Professor für Geophysikalische Wissenschaften an der University of Chicago, liefern neue Beweise für den dritten Vorschlag. Nach ihrer Forschung müssen die Tröpfchen aus der abkühlenden Dampfwolke kondensiert sein, die nach dem Einschlag die Erde umhüllte.
Ebel und Grossman stützen ihre Schlussfolgerungen auf eine Studie über Spinell, ein Mineral, das reich an Magnesium, Eisen und Nickel ist, das in den Tröpfchen enthalten ist.
?Ihre Veröffentlichung ist ein wichtiger Fortschritt beim Verständnis, wie sich diese Wirkungskügelchen bilden,? sagte Frank Kyte, außerordentlicher außerordentlicher Professor für Geochemie an der University of California, Los Angeles. ?Es zeigt, dass sich die Spinelle innerhalb der Aufprallfahne bilden können, was nach Ansicht einiger Forscher nicht möglich war.?
Als der Asteroid vor etwa 65 Millionen Jahren einschlug, setzte er schnell eine enorme Energiemenge frei und erzeugte einen Feuerball, der weit in die Stratosphäre aufstieg. ?Dieser riesige Aufprall zerschmettert nicht nur das Gestein und schmilzt das Gestein, sondern auch ein Großteil des Gesteins verdampft? sagte Grossmann. ?Dieser Dampf ist sehr heiß und dehnt sich vom Aufprallpunkt nach außen aus, kühlt und dehnt sich dabei aus. Beim Abkühlen kondensiert der Dampf als kleine Tröpfchen und regnet über die ganze Erde.?
Dieser Regen geschmolzener Tröpfchen setzte sich dann auf dem Boden ab, wo Wasser und Zeit die glasigen Kügelchen in die Tonschicht verwandelten, die die Grenze zwischen der Kreidezeit und dem Tertiär (heute offiziell Paläogen genannt) markiert. Diese Grenze markiert das Aussterben der Dinosaurier und vieler anderer Arten.
Die Arbeit, die zu Ebel und Grossmans Geologie-Papier führte, wurde durch einen Vortrag ausgelöst, den letztere vor etwa 10 Jahren auf einer wissenschaftlichen Tagung besuchten. In diesem Vortrag stellte ein Wissenschaftler fest, dass Spinelle aus der kreidezeitlich-paläogenen Grenzschicht aufgrund ihres stark oxidierten Eisengehalts nicht aus der Aufpralldampfwolke kondensiert sein könnten. ?Ich dachte, das sei ein seltsames Argument? sagte Grossmann. ?Etwa die Hälfte der Atome von fast jedem Gestein, das Sie finden können, sind Sauerstoff? sagte er und bot damit einen Weg für eine ausgedehnte Oxidation.
Grossmans Labor, in dem Ebel damals arbeitete, ist auf die Analyse von Meteoriten spezialisiert, die Mineralien angesammelt haben, die aus der Gaswolke kondensiert sind, die vor 4,5 Milliarden Jahren die Sonne bildete. Gemeinsam beschlossen sie, ihre Erfahrung bei der Durchführung von Computersimulationen der Kondensation von Mineralien aus der Gaswolke, die das Sonnensystem bildete, auf das Problem der kreidezeitlich-paläogenen Spinelle anzuwenden.
Kyte von der UCLA, der selbst einen Feuerball-Ursprung für die Spinelle favorisierte, hat die chemische Zusammensetzung von Hunderten von Spinellproben aus der ganzen Welt gemessen.
Ebel und Grossman bauten auf Kytes Arbeit und auf früheren Berechnungen von Jay Melosh von der University of Arizona und Elisabetta Pierazzo vom Planetary Science Institute in Tucson, Arizona, auf und zeigten, wie sich der Einschlagwinkel des Asteroiden auf die chemische Zusammensetzung des Feuerballs. Vertikale Einschläge tragen mehr von dem Asteroiden und tieferen Gesteinen zum Dampf bei, während Einschläge mit niedrigeren Winkeln flachere Gesteine an der Einschlagstelle verdampfen lassen.
Ebel und Grossman stützten sich auch auf die Arbeiten von Mark Ghiorso von der University of Chicago und Richard Sack von der University of Washington, die Computersimulationen entwickelt haben, die beschreiben, wie sich Mineralien unter hohen Temperaturen verändern.
Die resultierenden von Ebel und Grossman entwickelten Computersimulationen zeigen, wie beim Aufprall verdampftes Gestein kondensiert, wenn der Feuerball von Temperaturen von mehreren zehntausend Grad abkühlt. Die Simulationen zeichnen ein Bild des globalen Himmels, der mit einem bizarren Regen einer kalziumreichen, silikathaltigen Flüssigkeit gefüllt ist und den chemischen Gehalt des Gesteins um den Chicxulub-Einschlagskrater widerspiegelt.
Ihre Berechnungen sagten ihnen, wie die Spinelle zusammengesetzt sein sollten, basierend auf der Zusammensetzung des Asteroiden und des Grundgesteins an der Einschlagstelle in Mexiko. Die Ergebnisse stimmten sehr gut mit der Zusammensetzung von Spinellen überein, die an der Kreide-Paläogen-Grenze auf der ganzen Welt gefunden wurden, die Kyte von der UCLA und seine Mitarbeiter gemessen haben.
Wissenschaftlern war bereits bekannt, dass sich die Spinelle an der Grenzschicht im Atlantik in ihrer Zusammensetzung deutlich von denen im Pazifik unterscheiden. ?Die Spinelle, die an der Kreide-Paläogen-Grenze im Atlantik gefunden werden, bildeten sich in einer heißeren, früheren Phase als die im Pazifik, die sich in einer späteren, kühleren Phase in dieser großen Materialwolke bildeten, die die Erde umkreiste? sagte Ebel.
Das Ereignis hätte die enormen Vulkanausbrüche von Krakatau und Mount St. Helens in den Schatten gestellt, sagte Ebel. ?Solche Dinge sind nur sehr schwer vorstellbar,? er sagte.
Die Ergebnisse in diesem Papier stärken die Verbindung zwischen dem einzigartigen Chicxulub-Einschlag und der stratigraphischen Grenze, die das Massenaussterben vor 65 Millionen Jahren markiert, das das Zeitalter der Dinosaurier beendete. Das Thema wird in der neuen bahnbrechenden Ausstellung ?Dinosaurier: Antike Fossilien, neue Entdeckungen? Eröffnung im American Museum of Natural History am 14. Mai. Nach Schließung im New Yorker Museum wandert die Ausstellung ins Houston Museum of Natural Science (30. März 2006). die California Academy of Sciences, San Francisco (15. September 2006 bis 4. Februar 2007); The Field Museum, Chicago (30. März bis 3. September 2007); und das North Carolina State Museum of Natural Sciences, Raleigh (26. Oktober 2007 - 5. Juli 2008).
Originalquelle: Pressemitteilung der Universität von Chicago
