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Die 2 Minuten Dunkelheit, die durch die totale Sonnenfinsternis Anfang dieser Woche verursacht wurde, mag bedeutsam erscheinen, aber es ist nichts verglichen mit der anhaltenden Dunkelheit, die dem dinosaurierabtötenden Asteroiden folgte, der vor 65.5 Millionen Jahren mit der Erde kollidierte, findet eine neue Studie.

Als der 6 Meilen breite Asteroid schlug, stürzte sich die Erde in eine Dunkelheit, die fast zwei Jahre dauerte, sagten die Forscher.

Diese Dunkelheit wurde zum Teil durch gewaltige Mengen Ruß verursacht, die von Waldbränden weltweit kamen. Ohne Sonnenlicht könnten die Pflanzen der Erde keine Photosynthese betreiben, und der Planet kühlt sich drastisch ab. Diese zwei Schlüsselfaktoren haben wahrscheinlich die globalen Nahrungsketten gestürzt und zum Massensterben am Ende des Dinosaurierzeitalters, bekannt als das Mesozoikum, beigetragen, so die Studie. [Wischen Sie aus: Mysteriöse Aussterben der Geschichte]

Der Fund kann Wissenschaftlern helfen zu verstehen, warum mehr als 75 Prozent aller Arten, einschließlich der nicht-aviären Dinosaurier, wie Tyrannosaurus rex, und große Meeresreptilien, wie der Plesiosaurier, starben aus, nachdem der Asteroid auf die heutige mexikanische Halbinsel Yucatán zugeschlagen hatte.

Killer-Asteroid

Als der Weltraumfelsen in die Erde eindrang, löste dies wahrscheinlich Erdbeben, Tsunamis und sogar Vulkanausbrüche aus, sagten die Forscher. Der Asteroid traf mit solcher Wucht, dass er verdampften Fels in die Atmosphäre katapultierte. Dort oben hätte sich das verdampfte Gestein zu kleinen Teilchen, sogenannten Kügelchen, verdichtet.

Als die Kügelchen zur Erde zurückstürzten, rieben sie aneinander und verursachten Reibung und Erwärmung auf Temperaturen, die heiß genug waren, um Feuer auf der ganzen Welt zu entzünden. In der Tat kann eine dünne Bande von Kügelchen noch in den geologischen Aufzeichnungen gefunden werden, sagten die Forscher.

Die meisten großen mesozoischen Landtiere starben in der unmittelbaren Nachfolge des Asteroiden, "aber Tiere, die in den Ozeanen lebten oder solche, die sich unterirdisch eingraben oder vorübergehend untertauchen könnten, hätten überleben können", sagte der leitende Forscher der Studie, Charles Bardeen, ein Projektwissenschaftler am National Center für Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado, sagte in einer Erklärung.

"Unsere Studie greift die Geschichte nach den ersten Auswirkungen auf - nach den Erdbeben und den Tsunamis und dem Grillen", sagte Bardeen. "Wir wollten die langfristigen Folgen der Rußmenge betrachten, die unserer Meinung nach entstanden ist und was diese Konsequenzen für die verbliebenen Tiere bedeutet haben könnten."

Erde ohne Photosynthese

Obwohl Forscher in den späten 1970er Jahren Beweise für den Asteroiden gefunden haben, gibt es noch keine "universelle Übereinstimmung" darüber, wie lange die Erde in Dunkelheit gehüllt war, nachdem der Weltraumfelsen in den Planeten eingeschlagen hatte, sagte Bardeen gegenüber Live Science. [Doomsday: 9 echte Wege, die die Erde beenden könnte]

Andere Forscher haben den Ruß, der durch diese alten Waldbrände produziert wurde, durch Messung von Rußablagerungen in den geologischen Aufzeichnungen geschätzt. Aber Bardeen und seine Kollegen gingen einen anderen Weg: Sie verwendeten das NCAR-basierte Community Earth System Model (CESM) - ein modernes Chemie-Klima-Modell, das Komponenten in Bezug auf Atmosphäre, Land, Meer und Meereis berücksichtigt. Mit diesem Modell konnten die Wissenschaftler den Effekt von Ruß in den Jahren nach dem Einschlag des Asteroiden simulieren.

"Verschiedene Studien haben verschiedene Arten von Partikeln angenommen, darunter Staub, Sulfate und Ruß", sagte Bardeen in einer E-Mail an Live Science. "Alle diese Partikel können genug Sonnenlicht blockieren, um die Oberfläche zu kühlen, aber nur Ruß absorbiert so stark, dass er sich selbst trägt, die Stratosphäre erwärmt und das Sonnenlicht am Oberflächenlicht auf sehr niedrige Werte reduziert."

Darüber hinaus verwendeten die Forscher die aktuellsten Schätzungen der Menge an Feinruß im geologischen Datenmaterial - also 15.000 Millionen Tonnen.

"Unsere Studie zeigt, dass es dunkel genug ist, um die Photosynthese für bis zu zwei Jahre zu stoppen", sagte Bardeen. "Dies hätte eine verheerende Wirkung, besonders im Ozean, da der Ozean auf Phytoplankton als Hauptnahrungsquelle angewiesen ist und der Verlust davon für die gesamte Nahrungskette katastrophal wäre."

Selbst wenn die Rußkonzentration ein Drittel der tatsächlichen Menge betragen hätte, wäre die Photosynthese für ein ganzes Jahr blockiert gewesen, fanden die Forscher heraus.

Andere katastrophale Auswirkungen

Diese weltweite Rußwolke hätte nicht nur die Fotosynthese gestoppt, sondern auch verhindert, dass ein Großteil der Sonnenwärme die Erde erreicht hätte. Mehr als ein Jahr nach dem Absturz hätten das Land und die Ozeane um 28 Grad Celsius bzw. 20 Grad Celsius geklettert, fanden die Forscher. [Absturz! 10 größte Impaktkrater auf der Erde]

Im Gegensatz dazu hätte sich die als Stratosphäre bekannte obere Atmosphäre erwärmt, weil dort der Ruß herumschwebte und die Sonnenwärme absorbierte. Diese Rösttemperaturen hätten das Ozon dezimiert und außerdem riesige Mengen Wasserdampf in der Stratosphäre schweben lassen. Wenn dieser Wasserdampf chemisch mit der Stratosphäre reagiert, hätte er Wasserstoffverbindungen geschaffen, die zu weiterer Ozonzerstörung geführt hätten, so die Forscher.

Als das Ozon verschwand und der Ruß sich löste, erreichten schädliche Dosen von ultraviolettem Licht die Erde und schaden dem Leben dort, sagten die Forscher.

Als sich die Stratosphäre schließlich abkühlte, kondensierte der Wasserdampf und begann zu regnen, was den Ruß abwaschen ließ, sagte Bardeen. Als etwas Ruß übrig war, kühlte die Luft dort ab, was wiederum dazu führte, dass der Wasserdampf zu Eispartikeln kondensierte, die mehr Ruß wegspülten.

Nachdem dieser Kühlzyklus sich mehrmals wiederholt hatte, verschwand die dünner werdende Rußschicht innerhalb von Monaten, fanden die Forscher heraus.

Bardeen schrieb seine Freundin Betty Pierazzo, eine leitende Wissenschaftlerin am Planetary Science Institute, einer gemeinnützigen Organisation mit Sitz in Tucson, Arizona, zu, die sich die Finanzierung der NASA für diese Studie gesichert hatte. Leider starb Pierazzo, bevor die Forschung am Asteroid der Endkreide begann.

Bardeen bemerkte auch einige Einschränkungen, einschließlich, dass das Modell auf einer modernen Erde basiert, und es ist unbekannt, ob die Erde am Ende der Kreidezeit unterschiedliche atmosphärische Eigenschaften, wie unterschiedliche Konzentrationen von Gasen, hatte.