Vor ungefähr 65,5 Millionen Jahren erlitt die Erde ihren größten bekannten kosmischen Einfluss. Es hat einen Krater mit einem Durchmesser von 180 bis 200 km ausgehöhlt: fast doppelt so groß wie der markante Krater Copernicus auf dem Erdmond. Aber hat dieser Einfluss wirklich zum Aussterben der Dinosaurier und vieler anderer Lebensformen geführt? Viele Erdwissenschaftler sind davon überzeugt, aber einige hegen nagende Zweifel. Die Zweifler haben eine wachsende Zahl von Beweisen für einen anderen Täter zusammengetragen; die enormen Vulkanausbrüche, die die Deccan Traps-Formation in Indien hervorbrachten. Die Skeptiker stellten ihren Fall kürzlich auf einem Treffen der Geological Society of America am 19. Oktober in Vancouver, Kanada, vor.
Die Dinosaurier sind die bekanntesten Opfer des Massensterbens, das die Kreidezeit beendete. Das Aussterben forderte fast alle großen Wirbeltiere an Land, auf See oder in der Luft sowie zahlreiche Arten von Insekten, Pflanzen und wirbellosen Wassertieren. Mindestens 75% aller damals auf der Erde existierenden Arten verschwanden in kurzer Zeit im Verhältnis zur geologischen Zeitskala von Millionen von Jahren. Die Katastrophe ist eines von fünf globalen Massensterben, die Paläontologen im Laufe des komplexen Lebens auf der Erde festgestellt haben.
Die Hypothese, dass das endgültige Aussterben der Kreidezeit durch einen kosmischen Einfluss verursacht wurde, ist seit mehreren Jahrzehnten die beliebteste Erklärung für diese Katastrophe bei Erdwissenschaftlern und der Öffentlichkeit. Es wurde 1980 vom Vater-Sohn-Team von Luis und Walter Alvarez und ihren Mitarbeitern vorgeschlagen. Das Hauptbeweis des Alvarez-Teams für einen Aufprall war eine Anreicherung des Metall-Iridiums in Sedimenten, die ungefähr bis zum Ende der Kreidezeit reichen. Iridium ist in der Erdkruste selten, aber in Meteoriten häufig. Der Zusammenhang zwischen Iridium und Einschlägen wurde erstmals durch Untersuchungen der von den Apollo-Astronauten vom Mond zurückgegebenen Proben hergestellt.
In den folgenden Jahrzehnten häuften sich Hinweise auf Auswirkungen. 1991 veröffentlichte ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Alan Hildebrand vom Department of Planetary Sciences der Arizona University Beweise für einen gigantischen vergrabenen Einschlagkrater namens Chicxulub in Mexiko. Andere Forscher fanden Hinweise auf Materialien, die durch den Aufprall ausgeworfen wurden, darunter Glaskugeln in Haiti und Mexiko. Befürworter der Aufprallhypothese glauben, dass große Mengen Staub, die in die Stratosphäre geschleudert wurden, die Oberfläche des Planeten in die Dunkelheit und bittere Kälte eines „Aufprallwinters“ getaucht hätten, der mindestens Monate und vielleicht Jahrzehnte andauerte. Globale Ökosysteme wären zusammengebrochen und es wäre zum Massensterben gekommen. Es fiel ihnen jedoch schwerer, Beweise für diese Konsequenzen zu finden als für die Auswirkungen selbst.
Zweifler der Alvarez-Hypothese stellen die Beweise der „rauchenden Waffe“, dass ein Aufprall gegen Ende der Kreidezeit stattgefunden hat, nicht in Frage, aber sie glauben nicht, dass dies die Hauptursache für das Aussterben war. Zum einen hat es sich als schwierig erwiesen, den genauen Zeitpunkt des Aufpralls aus seinen mutmaßlichen geologischen Spuren abzuleiten. Dr. Gerta Keller vom Institut für Geowissenschaften der Princeton University, eine prominente Skeptikerin der Alvarez-Hypothese, hat Schätzungen in Frage gestellt, die die Auswirkungen und das Aussterben gleichzeitig bewirken. Sie analysiert Kernproben aus dem Chicxulub-Krater und Glaskugeln mit Ablagerungen im Nordosten Mexikos und kommt zu dem Schluss, dass der Chicxulub-Einschlag dem Massensterben um 120.000 Jahre vorausging und wenig Einfluss auf den Fossilienbestand des Lebens in den von ihr untersuchten geologischen Formationen hatte. Von den fünf großen Massensterben in der Erdgeschichte stellte sie in einem Papier von 2011 fest, dass kein anderes als das terminale Kreideereignis jemals annähernd mit einem Aufprall in Verbindung gebracht wurde. Neben Chicxulub wurden mehrere andere große Einschlagkrater von Geologen gut untersucht, und keiner ist mit fossilen Hinweisen auf das Aussterben verbunden. Auf der anderen Seite scheinen vier der fünf großen Massensterben einen Zusammenhang mit Vulkanausbrüchen zu haben.
Keller und andere Alvarez-Skeptiker betrachten ein großes Vulkanereignis, das gegen Ende der Kreidezeit stattfand, als alternative Hauptursache für das Aussterben. Die Deccan Traps-Formation in Zentralindien ist ein Plateau, das aus mehreren Schichten erstarrter Lava mit einer Dicke von 3500 m besteht. Heute erstreckt es sich über ein Gebiet, das größer ist als ganz Frankreich. Es war einmal dreimal so groß. Es entstand in einer Reihe von drei Vulkanausbrüchen, die möglicherweise zu den größten in der Geschichte der Erde gehörten. Auf der Oktober-Konferenz legte Dr. Theirry Adatte vom Institut für Geowissenschaften der Universität Lausanne in Frankreich Beweise dafür vor, dass der zweite dieser Ausbrüche bei weitem der größte war und sich über einen Zeitraum von 250.000 Jahren vor dem Ende des Jahres ereignete Kreide. Während dieser Zeit wurden 80% der gesamten Lavadicke der Deccan-Formation abgelagert. Die Eruptionen erzeugten Lavaströme, die mit einer Länge von mehr als 1500 km die längsten der Erde sein könnten.
Um die wahrscheinlichen Umweltfolgen eines solchen Superausbruchs zu veranschaulichen, berief sich Adatte auf die schlimmste Vulkankatastrophe in der Geschichte der Menschheit. In acht Monaten von 1783 bis 1784 lagerte ein großer Ausbruch in Laki, Island, 14,3 Quadratkilometer Lava ab und emittierte geschätzte 122 Megatonnen giftiges Schwefeldioxid in die Atmosphäre. Ungefähr ein Viertel der Menschen und die Hälfte des Viehbestands in Island starben. In ganz Europa wurde der Himmel von einem Hauch Dunst verdunkelt, und saurer Regen fiel. Europa und Amerika erlebten den schwersten Winter in der Geschichte und das globale Klima wurde für ein Jahrzehnt gestört. Millionen Menschen starben an der daraus resultierenden Dürre und Hungersnot. Der Laki-Vorfall war dennoch winzig im Vergleich zum zweiten Ausbruch der Deccan-Fallen, bei dem 1,5 Millionen Quadratkilometer Lava und geschätzte 6.500 bis 17.000 Gigatonnen Schwefeldioxid erzeugt wurden.
Die Ausbrüche der Deccan-Fallen hätten auch immense Mengen Kohlendioxid freigesetzt. Kohlendioxid ist ein wärmespeicherndes Treibhausgas, das für die ofenähnlichen Temperaturen des Planeten Venus verantwortlich ist. Es wird durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt und spielt eine wichtige Rolle bei der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung der Erde. So vermutete Geller, dass die Ausbrüche der Deccan-Fallen sowohl Perioden intensiver Kälte aufgrund von Schwefeldioxid-Dunst als auch intensiver Hitze aufgrund von Kohlendioxid-induzierter globaler Erwärmung erzeugt haben könnten.
Auf der Oktober-Konferenz präsentierte sie die Ergebnisse ihrer Studien zu geologischen Formationen in Tunesien, die eine hochauflösende Aufzeichnung des Klimawandels während der Zeit des Hauptpulses der vulkanischen Aktivität der Deccan-Fallen bewahrten. Ihre Beweise zeigen, dass es kurz vor dem Einsetzen des 250.000-jährigen Pulses eine „hyperthermische“ Periode schneller Erwärmung gab, die die Meerestemperaturen um 3-4 Grad Celsius erhöhte. Sie behauptete, dass die Temperaturen während des Pulses erhöht blieben, was mit einer zweiten „hyperthermischen“ Erwärmung der Ozeane um zusätzliche 4 bis 5 Grad Celsius gipfelte. Diese zweite hyperthermische Erwärmung trat innerhalb eines Zeitraums von 10.000 Jahren nach Megaeruptionen auf, was dem endgültigen Aussterben der Kreidezeit entsprach. Der Chicxulub-Aufprall trat während des 250.000-jährigen Pulses auf, jedoch lange vor dem Aussterben und dem hyperthermischen Ereignis.
Die Debatte über die relative Bedeutung des Chicxulub-Einschlags und der Deccan-Fallen-Vulkane für die Entstehung des endgültigen Aussterbens der Kreidezeit ist noch nicht beendet. Im Mai dieses Jahres veröffentlichte ein Team unter der Leitung von Dr. Johan Vellekoop vom Institut für Geowissenschaften der Universität Ulrecht in den Niederlanden Beweise für eine geologisch kurze Abkühlungsphase, die sie als ersten direkten Beweis für einen „Impact Winter“ bezeichnen. Was auch immer das Ergebnis der Debatte sein mag, es scheint klar zu sein, dass das Ende der Kreidezeit mit ihren Supervulkanen und riesigen Einschlägen keine gute Zeit für das Leben auf der Erde war.
Referenzen und weiterführende Literatur:
J. Coffey (2009) Der Asteroid, der die Dinosaurier getötet hat, Space Magazine.
I. O’Neill (2009) (Wurden die Dinosaurier wirklich von einem Asteroiden ausgelöscht? Möglicherweise nicht (Update), Space Magazine.
G. Keller (2012), The Cretaceous-Tertiary Mass Extinction, Chicxulub Impact und Deccan Volcanism, Earth and Life, J.A. Talent, Redakteur, Springer Science und Business Media.
E. Klemetti (2013) Lokale und globale Auswirkungen des Laki-Ausbruchs von 1783-84 in Island, Wired Science Blogs / Eruptionen
J. Vellekoop et al. (2014) Schnelle kurzfristige Abkühlung nach dem Chicxulub-Aufprall an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 111 (2) p. 7537-7541.
