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 um den Globus umgebender Rückstand gebildet hat. Die Studie, die in der April-Ausgabe der Zeitschrift Geology veröffentlicht wird, zeichnet das bislang detaillierteste Bild der komplizierten Chemie des beim Aufprall entstehenden Feuerballs.
Der Rückstand besteht aus sandgroßen Tröpfchen heißer Flüssigkeit, die aus der Dampfwolke kondensiert sind, die vor 65 Millionen Jahren von einem aufprallenden Asteroiden erzeugt wurde. Wissenschaftler haben drei verschiedene Ursprünge für diese Tröpfchen vorgeschlagen, die Wissenschaftler "Sphären" nennen. Einige Forscher haben angenommen, dass atmosphärische Reibung die Tröpfchen vom Asteroiden schmolz, als er sich der Erdoberfläche näherte. Wieder andere schlugen vor, dass die Tröpfchen nach der Kollision des Asteroiden mit der Erde aus dem Chicxulub-Einschlagkrater vor der Küste der mexikanischen Halbinsel Yucatan spritzten.
Analysen von Denton Ebel, stellvertretender Kurator für Meteoriten am American Museum of Natural History, und Lawrence Grossman, Professor für Geophysikalische Wissenschaften an der Universität von Chicago, liefern neue Beweise für den dritten Vorschlag. Ihren Forschungen zufolge müssen die Tröpfchen aus der kühlenden Dampfwolke kondensiert sein, die die Erde nach dem Aufprall umgürtet hat.
Ebel und Grossman stützen ihre Schlussfolgerungen auf eine Untersuchung von Spinell, einem Mineral, das reich an Magnesium, Eisen und Nickel ist und in den Tröpfchen enthalten ist.
"Ihre Arbeit ist ein wichtiger Fortschritt, um zu verstehen, wie sich diese Einschlagkugeln bilden." sagte Frank Kyte, außerordentlicher Professor für Geochemie an der University of California in Los Angeles. "Es zeigt, dass sich die Spinelle innerhalb der Aufprallfahne bilden können, was einige Forscher für unmöglich hielten."
Als der Asteroid vor ungefähr 65 Millionen Jahren zuschlug, setzte er schnell eine enorme Menge an Energie frei und erzeugte einen Feuerball, der weit in die Stratosphäre hineinragte. "Dieser riesige Aufprall zerquetscht nicht nur den Stein und schmilzt den Stein, sondern ein Großteil des Gesteins verdampft." Sagte Grossman. Dieser Dampf ist sehr heiß und dehnt sich vom Aufprallpunkt nach außen aus, kühlt ab und dehnt sich dabei aus. Während es abkühlt, 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 (jetzt offiziell Paläogen genannt) markiert. Diese Grenze markiert das Aussterben der Dinosaurier und vieler anderer Arten.
Die Arbeit, die zu Ebel und Grossmans Geologiepapier führte, wurde durch einen Vortrag ausgelöst, an dem dieser vor ungefähr 10 Jahren auf einem wissenschaftlichen Treffen teilnahm. In diesem Vortrag stellte ein Wissenschaftler fest, dass Spinelle aus der Grenzschicht zwischen Kreide und Paläogen aufgrund ihres stark oxidierten Eisengehalts nicht aus der Aufpralldampfwolke kondensieren konnten. ? Ich dachte, das wäre ein seltsames Argument? Sagte Grossman. "Ungefähr die Hälfte der Atome von fast jedem Gestein, das Sie finden können, sind Sauerstoff" sagte er und bot einen Weg für eine ausgedehnte Oxidation.
Grossmans Labor, in dem Ebel zu dieser Zeit 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 gebildet hat. Gemeinsam beschlossen sie, ihre Erfahrungen bei der Durchführung von Computersimulationen der Kondensation von Mineralien aus der Gaswolke, die das Sonnensystem bildete, auf das Problem der Kreide-Paläogen-Spinelle anzuwenden.
Kyte von der UCLA, der selbst einen Feuerballursprung 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 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 Aufprallwinkel des Asteroiden auf den chemische Zusammensetzung des Feuerballs. Vertikale Stöße tragen mehr Asteroiden und tiefere Gesteine zum Dampf bei, während Stöße in niedrigeren Winkeln flachere Gesteine an der Aufprallstelle verdampfen.
Ebel und Grossman stützten sich auch auf die Arbeit 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 bei hohen Temperaturen verändern.
Die resultierenden Computersimulationen, die von Ebel und Grossman entwickelt wurden, zeigen, wie beim Aufprall verdampftes Gestein kondensieren würde, wenn der Feuerball von Temperaturen abkühlt, die Zehntausende von Grad erreichen. Die Simulationen zeichnen ein Bild des globalen Himmels, das mit einem bizarren Regen einer kalziumreichen Silikatflüssigkeit gefüllt ist und den chemischen Gehalt der Gesteine um den Chicxulub-Einschlagkrater widerspiegelt.
Ihre Berechnungen sagten ihnen, wie die Zusammensetzung der Spinelle sein sollte, basierend auf der Zusammensetzung sowohl des Asteroiden als auch des Grundgesteins am Aufprallort in Mexiko. Die Ergebnisse stimmten eng mit der Zusammensetzung der Spinelle überein, die an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen auf der ganzen Welt gefunden wurden und die Kyte und seine Mitarbeiter von der UCLA gemessen haben.
Wissenschaftler hatten bereits gewusst, dass sich die an der Grenzschicht im Atlantik gefundenen Spinelle in ihrer Zusammensetzung deutlich von denen im Pazifik unterschieden. "Die Spinelle, die an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen im Atlantik gefunden werden, bildeten sich in einem heißeren, früheren Stadium als die im Pazifik, die sich in einem späteren, kühleren Stadium in dieser großen Materialwolke bildeten, die die Erde umkreiste." Sagte Ebel.
Das Ereignis hätte die enormen Vulkanausbrüche von Krakatoa und Mount St. Helens in den Schatten gestellt, sagte Ebel. "Solche Dinge sind nur sehr schwer vorstellbar" er sagte.
Die Ergebnisse dieses Papiers stärken die Verbindung zwischen dem einzigartigen Chicxulub-Aufprall und der stratigraphischen Grenze, die das Massensterben vor 65 Millionen Jahren kennzeichnet, das das Zeitalter der Dinosaurier beendete. Das Thema wird in einer neuen bahnbrechenden Ausstellung "Dinosaurier: Alte Fossilien, neue Entdeckungen" weiter untersucht. Die Ausstellung wird am 14. Mai im American Museum of Natural History eröffnet. Nach ihrer Schließung in New York wird die Ausstellung (3. März bis 30. Juli 2006) im Houston Museum of Natural Science gezeigt. die kalifornische Akademie der Wissenschaften, San Francisco (15. September 2006 - 4. Februar 2007); The Field Museum, Chicago (30. März - 3. September 2007); und das North Carolina State Museum für Naturwissenschaften, Raleigh (26. Oktober 2007 - 5. Juli 2008).
Originalquelle: Pressemitteilung der Universität von Chicago
