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CHICXULUB
Asteroidenstaub in Kraterproben entdeckt
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Naturhistorischen Museums Wien
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25. Februar 2021

In Bohrproben aus dem Chicxulub-Impaktkrater in Mexiko wurde jetzt Meteoriten-Staub nachgewiesen. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werten den Fund als letztes Stück im Puzzle um das Massensterben vor rund 66 Millionen Jahren, dem auch die Dinosaurier zum Opfer gefallen sind: Es sei nun gesichert, dass das Artensterben mit einem Asteroideneinschlag zusammenhing.

Bohrkern

Chicxulub Bohrkern 40R-1. Foto: Onshore science party of IODP-ICDP Expedition [Großansicht]

Vor 66 Millionen Jahren hat ein katastrophales Massenaussterben das Leben auf der Erde völlig verändert. Mehr als zwei Drittel aller damals lebenden Arten starben aus, unter anderem die Dinosaurier, oder auch die Ammoniten. Die Säugetiere überlebten das Massensterben und hatten nach dem Verschwinden der Saurier eine ökologische Nische. Es gab viele Hypothesen zur Erklärung dieses Massensterbens am Ende der Kreidezeit.

Erste konkrete Hinweis auf eine Erklärung wurde Ende der 1970er Jahre in Sedimentschichten in der Nähe von Gubbio in Italien und Caravaca in Spanien gefunden, wo eine sehr dünne Schicht aus Tonmineralien die Grenze zwischen der Kreidezeit und dem Paläogen markiert. Vor etwas mehr als 40 Jahren wurden in diesen "Grenzschichten" ungewöhnlich hohe Konzentrationen von Iridium und anderen sogenannten Platinmetallen gefunden - seltene Metalle, die in relativ hohen Konzentrationen in Meteoriten, aber in sehr geringen Konzentrationen in Gesteinen der Erdoberfläche vorkommen. Diese Tonschicht wurde damit erklärt, dass sie sich aus Staub gebildet hat, der durch den Einschlag und die Verdampfung eines etwa zwölf Kilometer großen Asteroiden entstanden ist. Dieser Befund wurde in den frühen 1990er Jahren durch die Entdeckung des etwa 200 Kilometer großen Einschlagskraters Chicxulub, der unter der Halbinsel Yucatán in Mexiko begraben liegt, bestätigt.

Jetzt, mehr als 40 Jahre später, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das letzte Beweisstück gefunden, das das globale Massenaussterben mit dem Asteroideneinschlag in Verbindung bringt. Ein internationales Forschungsteam konnte die globale Asteroidenstaubschicht bis ins Innere des Chicxulub-Einschlagskraters zurückverfolgen. "Der Kreis ist nun endlich geschlossen", kommentiert Dr. Steven Goderis, Professor für Geochemie an der Vrije Universiteit Brussel und Hauptautor der Studie.

Im Mai 2016 wurde ein diskontinuierlicher Ring von Hügeln, der das Zentrum der Chicxulub-Einschlagstruktur in Mexiko umgibt, ein sogenannter Peak-Ring, von Teams des International Ocean Discovery Program (IODP) und des International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) erbohrt.

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Bei dieser Bohrung wurden ca. 835 Meter Gestein an die Oberfläche gebracht, die eine enorme Menge an neuen Informationen über die Vorgänge in der Kraterregion vor, während und unmittelbar nach dem Asteroideneinschlag lieferten. Details der Ablagerungen in dem Zeitintervall, in dem der Krater von einer dynamischen Umgebung mit zurückkehrendem Ozeanwasser und Tsunami-Wellen zu viel ruhigeren Bedingungen überging, sind im Bohrkern gut dokumentiert. Basierend auf einer umfangreichen geochemischen Analyse dieses Teils des Bohrkerns wurden die höchsten Konzentrationen von Iridium in einem tonreichen Intervall in Sedimenten gefunden, die den inneren Kraterring bedecken, direkt unter Kalkstein aus dem frühesten Paläogen.

 "Der Fund der Iridium-Anomalie am 'Tatort', dem Chicxulub-Einschlagskrater, mag für die meisten Österreicherinnen und Österreicher anekdotisch und zeitlich weit weg erscheinen, doch die dünne Tonschicht, die dieses globale Massenaussterben markiert, kommt auch in Österreich vor, nämlich in der Region Gams in der Steiermark. Damals wurde das aus dem Krater geschleuderte, geschmolzene und kondensierte Material im heutigen Österreich abgelagert", erklärt Dr. Ludovic Ferrière, Kurator der Meteoriten- und Impaktitsammlung am Wiener Naturhistorischen Museum, der an den Untersuchungen beteiligt war.

Da Iridium ein Element ist, das in diesem Zusammenhang aufgrund seiner geringen Konzentrationen ziemlich schwierig zu messen ist, wurden in der neuen Studie Ergebnisse von vier unabhängigen Labors aus der ganzen Welt kombiniert. Daran beteiligt waren auch die Geochemiker der Universität Wien, neben Dr. Christian Köberl, Professor für Impaktforschung und Planetare Geologie an der Universität Wien, noch Dr. Toni Schulz und der Doktorand Jean-Guillaume Feignon. In den Wiener Laboratorien wurden nicht nur die Konzentration des seltenen Elements Iridium gemessen, sondern auch die Gehalte der anderen Platinmetalle, und die Isotopenverhältnisse des selteneren Platinmetalls Osmium, welche für meteoritische Kontaminationen charakteristisch sind.

"Unsere Messungen konnten eindeutig zeigen, dass innerhalb des Kraters eine Schicht erhalten ist, die Iridium und andere Platinmetalle enthält", erklärt Köberl. "Dieser meteoritische Staub hat sich nach dem Einschlag viele Jahre in der Atmosphäre gehalten, und ist erst einige Jahrzehnte nach dem Einschlagsereignis wieder in den Krater zurückgefallen". Damit stellt die atmosphärische Ablagerung des Asteroidenstaubs eine wichtige zeitliche Einschränkung für die Ablagerung des Kratergesteins direkt unter dieser Iridiumschicht dar.

Der Erhalt dieser meteoritischen Staubschichte innerhalb des Kraters, so das Team, würde den unbestreitbaren Beweis erbringen, dass der Einschlag und das Aussterben eng miteinander verbunden sind.

Über ihre Studie berichtete das Team in einem Fachartikel, der jetzt in der Zeitschrift Science Advances erschienen ist.

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siehe auch
Asteroiden: Bohrungen im Chicxulub-Krater - 13. Oktober 2016
Dinosaurier: Neue Untersuchung bestätigt Einschlagthese - 8. März 2010
Asteroiden: Kollision besiegelte Schicksal der Dinosaurier - 6. September 2007
Erde: Nur ein Asteroid sorgte für Artensterben - 30. November 2006
Asteroiden: Honigbiene überlebte Einschlag vor 65 Millionen Jahren - 19. November 2004
Links im WWW
Goderis, S. et al. (2021): Globally distributed iridium layer preserved within the Chicxulub impact structure, Science Advances, 7, eabe3647
Naturhistorisches Museum Wien
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