YUCATÁN / LONDON (IT BOLTWISE) – Vor 66 Millionen Jahren traf ein Asteroid die Region um die heutige Halbinsel Yucatán. Laut einer Studie der Purdue University schleuderte der Einschlag eine Staubwolke in die Atmosphäre, die Wärme wie unter einer Decke zurückhielt. Dadurch kam es global zu starkem Hitzestress, der auch weit weg vom Krater für dramatische Umweltbedingungen sorgte. Die Forschenden unterscheiden dabei zwischen größeren Sphärulen und extrem feinem Asteroidenstaub und ordnen beiden Strahlungs- und Gesundheitsrisiken zu.
Asteroideneinschlag vor 66 Millionen Jahren: Eine globale Feinstaubglocke machte die Katastrophe erst vollständig (Foto: IT BOLTWISE)
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Der Asteroideneinschlag, der vor 66 Millionen Jahren den Chicxulub-Krater in der Region der heutigen mexikanischen Halbinsel Yucatán hinterließ, wird meist zuerst mit Druckwelle und Feuerball verbunden. Genau hier setzt die neue Arbeit an: Sie argumentiert, dass diese direkten Effekte zwar verheerend waren, aber nicht allein erklären, warum sich die Katastrophe so effizient und global durchsetzen konnte. Der entscheidende Hebel sei vielmehr eine Staubwolke gewesen, die der Einschlag selbst in die Luft schleuderte und die die Wärmestrahlung an der Erdoberfläche zunächst stark ausbremste.
Technisch betrachtet geht es bei der Studie um die Wechselwirkung zwischen Partikelgröße, Strahlungseigenschaften und dem Verhalten der Atmosphäre nach dem Einschlag. Veröffentlicht wurde die Analyse in Journal of Geophysical Research: Biogeosciences; Forschende aus Purdue beschreiben dabei zwei unterschiedliche Staubfraktionen. Zum einen entstehen verhältnismäßig grobe Sphärulen mit einem Durchmesser von etwa 250 Mikrometern, die Paläontologen in weltweit verstreuten Funden aus der Einschlagzeit nachgewiesen haben. Diese Sphärulen bestehen offenbar überwiegend aus irdischem Material, weil beim Einschlag vor allem Gestein, Erde sowie auch biologische Bestandteile in die Atmosphäre katapultiert und bereits während des Fluges stark erhitzt werden.
Zum anderen spielt ein viel kleinerer Anteil eine Schlüsselrolle: Asteroidenstaub in der Größenordnung von 2,5 Mikrometern. Die Studie ordnet ihm die Funktion zu, die „gesammelte“ Hitze wie unter einer Decke zu speichern und so dafür zu sorgen, dass ein großer Teil der Strahlungsenergie zunächst nicht ins Weltall entweichen kann. Die Forschenden leiten daraus ab, dass die Überhitzung der oberen Atmosphäre zusätzlich großflächige Waldbrände begünstigte und damit eine Rückkopplung entstand: Mehr Verbrennung bedeutet mehr Aerosole, mehr Aerosole bedeuten wiederum veränderte Strahlungsflüsse. Besonders kritisch sei gewesen, dass nicht nur das direkte Einschlagsgebiet betroffen war, sondern dass die thermische Belastung auch fern davon wirkte.
Die Arbeit beschreibt diese „Wärmesperre“ als Grund, warum Tiere und andere Lebensformen über große Distanzen praktisch „gegrillt“ worden sein könnten, nicht weil sie überall gleichzeitig von einer Druckwelle erfasst wurden. Brandon Johnson, Geophysiker an der Purdue University und Hauptautor, stellt dabei die Reichweite der unmittelbaren Einschlagsmechanismen in Frage: Ohne die Staubglocke wäre der Einschlag zwar in der Region schlimm gewesen, aber erst die globale Wärmeabschirmung habe ihn zur umfassenden Katastrophe gemacht. Das Bild, das damit entsteht, verschiebt den Fokus in der Debatte über das KreiDsterben: weg von einer einzigen Ursache und hin zu einem mehrstufigen Klimaszenario, in dem Strahlungstransport und Aerosoloptik die eigentlichen Taktgeber sind.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Frage, wie viel Strahlungsenergie für die damaligen Ökosysteme tatsächlich „stehen blieb“. Die Atmosphärenforscherin Alexandria Johnson untersucht dafür die Strahlungseigenschaften des Feinstaubs und der daraus gebildeten Wolke. Im Zentrum steht die Annahme, dass die Staubschicht die Wärmestrahlung so gut isolierte, dass am Ende der Kreidezeit sehr viel stärkerer Wärmeeintrag als bei einem üblichen Abkühlungsprozess dominiert haben dürfte. In der Studie wird außerdem betont, dass solche Bedingungen Pflanzen wie Gras, Kiefernnadeln und Flechten in Brand gesetzt haben könnten; damit rückt nicht nur die unmittelbare Tiersterblichkeit, sondern auch das schnelle Erliegen der Nahrungsketten in den Blick.
Daneben zieht die Arbeit eine Brücke zur Gegenwart: Der betrachtete 2,5-Mikrometer-Staub entspricht grob der Größenordnung von Rauchpartikeln bei heutigen Waldbränden. Alexandria Johnson verweist darauf, dass diese Partikel über die Atemwege in die Lunge gelangen und sogar in den Blutkreislauf gelangen können. Daraus ergibt sich ein Sicherheits- und Gesundheitsbezug, der zeigt, wie gut die Größenordnung von Aerosolen in beiden Welten funktioniert: Im geologischen Szenario entscheidet sie über Strahlungs- und Temperaturprofile, im heutigen Alltag über Atemwegsbelastung und systemische Effekte. Selbst wenn die damalige Staubniederlegung nach Ansicht der Forschenden über Jahre oder Jahrzehnte gedauert haben dürfte, bleibt das Grundprinzip plausibel: Partikel mit bestimmten Durchmessern „setzen“ im System auf mehreren Ebenen an.
Dass die Staubglocke außerdem das Tageslicht blockierte, rundet das Szenario ab. Für Organismen, die wie Menschen nicht weit im Infrarotbereich sehen können, hätte die Erdoberfläche demnach über weite Strecken dunkel gewirkt, während Waldbrände weiterhin sichtbar Licht emittierten. In der Folge verschiebt sich das Bedrohungsbild von „nur“ Hitze zu einer Mischung aus eingeschränkter Sicht, massiven Umweltumwälzungen und einem Klima, das sich nicht schnell genug stabilisieren konnte. Genau deshalb wirkt die Studie so anschlussfähig für Unternehmen und Behörden, die heute mit Extremereignissen, Luftqualität und Katastrophenkommunikation zu tun haben: Sie zeigt, dass die gefährlichsten Effekte oft nicht dort entstehen, wo das Ereignis beginnt, sondern in der Atmosphäre danach.
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