Die Gefahr kam aus Nordosten: Der Asteroid, der vor 66 Millionen Jahren das Aussterben der Dinosaurier und vieler anderer Lebewesen besiegelte, schlug aus dieser Himmelsrichtung auf die Erde ein – und zwar in einem besonders ungünstigen Winkel. Der betrug etwa 60 Grad, was die Menge an Gasen erheblich erhöhte, die in die Atmosphäre geschleudert wurde und in der Folge das Klima veränderte.

Das berichten Wissenschaftler aus Großbritannien, Deutschland und den USA im Fachmagazin “Nature Communications”. Die Forscher hatten den Chicxulub-Einschlagkrater bei Mexiko, der einen Durchmesser von rund 180 Kilometern hat, untersucht und den Aufprall simuliert.

Einschlagskrater inzwischen von Sediment bedeckt

„Unsere Simulationen liefern überzeugende Beweise dafür, dass der Asteroid in einem steilen Winkel eingeschlagen ist“, so Forscher und Autor Gareth Collins vom Imperial College London in einer Mitteilung seiner Institution.

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Co-Autorin Auriol Rae von der Universität Freiburg ergänzt, dass die geophysikalischen Daten viel über den Einschlagkrater enthüllen, obwohl dieser inzwischen von einem Kilometer Sedimenten bedeckt ist. Die Forscher stimmten ihre Simulationen mit den Erkenntnissen einer gemeinsamen Expedition zum Krater ab, bei der ein Bohrkern aus mehr als 1300 Metern Tiefe entnommen wurde.

Asteroid hatte 17 Kilometer großen Durchmesser

Collins, Rae und Kollegen simulierten den Einschlag zum einen unter verschiedenen Einschlagwinkeln (90, 60, 45 und 30 Grad), zum anderen mit verschiedenen Aufprallgeschwindigkeiten des Asteroiden. Durch Abgleiche mit Messdaten zum Chicxulub-Krater bestimmten sie den wahrscheinlichsten Ablauf.

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Demnach schlug der Asteroid, der einen Durchmesser von 17 Kilometern hatte, in einem Winkel von etwa 60 Grad mit einer Geschwindigkeit von zwölf Kilometern pro Sekunde ein. Bei einem flacheren Einschlagwinkel als 45 Grad hätte kein vollständiges inneres Ringgebirge im Krater entstehen können, schreiben sie.

75 Prozent aller Arten verschwanden

Die Richtung, aus der der Asteroid kam, bestimmten die Forscher unter anderem aus drei verschiedenen Werten. So liegen das Zentrum des inneren Ringgebirges, der Mittelpunkt des gesamten Kraters und das Zentrum der Erhöhung des – etwa 30 Kilometer unter dem Krater liegenden – Erdmantels leicht versetzt angeordnet von Südwesten nach Nordosten. Die Entstehung dieser drei Zentren konnten die Wissenschaftler in ihrem wahrscheinlichsten Szenario nachstellen. Dabei rechneten sie die Simulationen länger als üblich, nämlich bis fünf Minuten nach dem Einschlag.

Die Ergebnisse passen zum Massenaussterben am Ende der Kreidezeit, die man auf die Ära von 144 bis 65 Millionen Jahren vor unserer Gegenwart datiert. Damals verschwanden etwa 75 Prozent aller Arten. „Für die Dinosaurier ist genau das Worst-Case-Szenario passiert: Der Asteroideneinschlag setzte eine unglaubliche Menge klimawandelnder Gase in die Atmosphäre frei und löste eine Reihe von Ereignissen aus, die zum Aussterben der Dinosaurier führten“, sagt Collins.

Einschlag setzt giftige Sulfatgase frei

Ulrich Riller von der Universität Hamburg, der zur Forschungsgruppe der Chicxulub-Expedition gehört, spricht von einem „tödlichen Winkel“. „Die Tatsache, dass sogenannte Evaporite, insbesondere Gipse, in den Bohrkernen fehlen, wird dadurch erklärt, dass die Verdampfung solcher Gesteine bei einem Einschlagwinkel von 60 Grad am größten ist“, erklärt Riller in einer Mitteilung seiner Universität.

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Evaporite sind ein chemisches Sedimentgestein. Sie entstehen, wenn eine Lösung so stark übersättigt ist, dass eine sogenannte Ausfällung stattfindet, sich also ein Stoff daraus löst.

Damit seien, erklärt der Hamburger Forscher, beim Einschlag des Asteroiden riesige Mengen giftiger Sulfatgase, Wasserdampf und Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt und hätten die Sonne für mehrere Jahre verdunkelt.

Kollision im Asteroidengürtel löst Eiszeit aus

Hunderte Millionen von Jahren zuvor gab es ein Ereignis, das die Artenvielfalt – und damit auch die Entstehung von Dinosauriern – überhaupt erst ermöglichte. Eine große Kollision im Asteroidengürtel hat vor 470 Millionen Jahren eine Eiszeit auf der Erde ausgelöst und damit der Artenvielfalt einen enormen Schub gegeben.

Das schließen Forscher aus der Analyse von Meeressedimenten in Schweden und Russland. Der Asteroidenstaub aus der Kollision hat sich demnach über das Sonnensystem verteilt und so die Sonneneinstrahlung auf der Erde deutlich abgeschwächt, wie eine Forschergruppe um den Nuklearphysiker Birger Schmitz von der Universität Lund in Schweden im Fachblatt „Science Advances“ berichtet.

„Es ist vergleichbar damit, mitten im Wohnzimmer einen Staubsaugerbeutel zu zerschmettern, nur in einem viel größeren Maßstab“, erläuterte Schmitz. Sein Team hatte extraterrestrisches Material in Kalkstein aus Kinnekulle in Südschweden und dem russischen Fluss Lynna nahe St. Petersburg identifiziert und untersucht. Dank des Heliumanteils ließen sich diese kosmischen Chromit-Staubkörnchen auf die Zeit vor 470 Millionen Jahren datieren. Damals sei ein rund 150 Kilometer großer Asteroid im Bereich zwischen den Planeten Mars und Jupiter zermahlen worden, erklärt das Wissenschaftlerteam.

Strategien gegen Klimaerwärmung durch Erkenntnisse besser einschätzen

Die Abschattung durch den extraterrestrischen Asteroidenstaub habe eine Eiszeit ausgelöst oder zumindest verstärkt, argumentieren die Forscher. „Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass solcher Staub die Erde bisweilen drastisch gekühlt hat“, erklärt Schmitz. Die plötzliche Abkühlung habe den Meeresspiegel deutlich sinken lassen und die Meereslebewesen gezwungen, sich an die neuen Klimazonen anzupassen, was zu spektakulärer Artenvielfalt in den Weltmeeren geführt habe.

Nach dem Asteroiden, dessen Einschlag vor 66 Millionen Jahren das Ende der Dinosaurier einläutete, sei dies das zweite konkrete Beispiel dafür, wie das irdische Leben von astronomischen Ereignissen beeinflusst werde.

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Die Astronomen glauben, dass ihre Erkenntnisse auch helfen könnten, bestimmte Strategien gegen die Klimaerwärmung besser einzuschätzen. So scheine es Modellrechnungen zufolge möglich, Asteroiden ähnlich wie Satelliten in einer Umlaufbahn um die Erde zu platzieren, damit sie dort kontinuierlich Staub abgeben und das Sonnenlicht etwas abschatten. Die Untersuchung seines Teams könne helfen zu beurteilen, ob solche Modellsimulationen realistisch seien, meint Schmitz.