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Sternengeschichten Folge 381: Impaktwinter

Wenn ein großer Asteroid oder Komet mit der Erde kollidiert, dann ist das generell nicht gut. Also der Erde selbst ist das natürlich ziemlich egal. Um den ganzen Planeten kaputt zu machen müsste schon ein annähernd ebenso großer Himmelskörper mit der Erde kollidieren und von denen gibt es nicht so viel im Sonnensystem. Und die, die es gibt, kommen uns nicht nahe. Der Einschlag eines Asteroiden ist allerdings durchaus ein Problem für das Leben auf der Erde. Wenn ein kleines Objekt mit uns kollidiert, dann sind die Auswirkungen lokal begrenzt, so wie zum Beispiel beim Tunguska-Ereignis von dem ich in der letzten Folge der Sternengeschichten erzählt habe. Aber wenn die Dinger etwas größer werden, wird es unangenehm. Nicht unbedingt deswegen, weil dort wo der Asteroid einschlägt danach nur noch ein großer Krater existiert. Beziehunsgweise ist das natürlich auch unangenehm; sehr sogar für all das, was dort wo jetzt der Krater ist zuvor vielleicht gelebt hat. Aber wenn das Objekt das mit der Erde kollidiert groß genug ist, dann ist es völlig egal wo genau es runter kommt. Dann leiden alle Lebewesen, nicht nur die die das Pech hatten direkt getroffen zu werden. Dass, was dann passiert nennt sich “Impaktwinter” und gehört zu den Ereignissen die man nach Möglichkeit eher vermeiden möchte.

Ein großer Asteroid der mit der Erde kollidiert macht nicht nur einen großen Rumms und ein Loch in den Boden. Sondern ist auch in der Lage, das Klima des ganzen Planeten zu verändern. Gut, das kriegen wir Menschen auch hin; mit den von uns freigesetzten Treibhausgasen haben wir ja eine Klimakatastrophe verursacht die gerade in vollem Gange ist und die Erde immer weiter aufheizt. Ein Asteroideneinschlag macht das Gegenteil: Er kühlt die Erde ab und unter Umständen sehr dramatisch.

Gehen wir nochmal zurück zum Krater. Wie diese Strukturen entstehen habe ich ja schon in Folge 220 der Sternengeschichten ausführlich erklärt. Was aber auf jeden Fall klar: Wenn nach dem Einschlag ein großes Loch im Boden ist das vorher nicht da war, muss das Zeug das dieses Loch zuvor gefüllt hat, irgendwo abgeblieben sein. Oder anders gesagt: Wenn ein Asteroid mit der Erde kollidiert und einen Kratern schlägt, dann wird enorm viel Gestein in die Luft geschleudert. Ein Objekt das 10 Kilometer groß ist – also in etwa so groß wie das Ding, das vor 65 Millionen Jahren für das Aussterben der Dinosaurier gesorgt hat – kann 2,5 Billiarden Kilogramm an Gesteinspartikel in die Atmosphäre bringen. Und damit sind wirklich nur die kleinen, ungefähr einen Mikrometer großen Staubteilchen gemeint. Es wird noch viel mehr Zeug in die Luft geschleudert aber die größeren Brocken fallen schnell wieder nach unten. Der Staub aber bleibt in der Atmosphäre. Lange genug, um das Klima der Erde zu verändern.

Der Barringerkrater in Arizona: In dem Loch muss vorher was dring gewesen sein! (Bild: Cburnett, CC-BY-SA 3.0)

Anfangs hängt der Staub nur über dem Einschlagsort. Aber er wird so weit nach oben geschleudert, dass ihn die Luftströmungen in der Atmosphäre schnell über den gesamten Planeten verteilen. Dort stehen sie dann wie ein Schirm zwischen uns und dem Sonnenlicht. Das wird vom Staub entweder direkt absorbiert oder abgelenkt und abgeschwächt. Es kommt weniger Licht bis zum Erdboden durch und das hat Folgen.

Einmal natürlich eine direkte Abkühlung und Verdunkelung. Die Staubteilchen können aber auch als Ausgangspunkt für die Bildung von Wolken dienen. Damit sich Wolken bilden können, braucht es ja irgendeine Art von Kern; Blütenpollen, Rußpartikel, oder eben Staubteilchen an denen die Wassertropfen kondensieren können. Wir kriegen also auch noch globale Bewölkung, was die Menge an Sonnenlicht das bis zum Boden durchdringt weiter reduziert. Computersimulationen zeigen, dass die Temperaturen in den ersten 20 Tagen nach einem Einschlag extrem schnell absinken können, um bis zu 13 Grad Celsius. Das gilt aber vor allem für die Kontinente. Die Ozeane haben in ihrem Wasser jede Menge Wärme gespeichert und kühlen nicht so schnell aus und auch die küstennahen Regionen werden durch die Abkühlung nicht so stark getroffen.

Irgendwann werden die Staubteilchen durch Regen aus der Atmosphäre gewaschen oder sinken einfach so zu Boden. Es wird also im Laufe der Zeit wieder ein bisschen wärmer; aber selbst ein Jahr nach dem Einschlag sind die Temperaturen noch um die 6 Grad niedriger als sie es zuvor waren. Und in diesem Jahr – auch das zeigen die Computersimulationen – ist es auf der Nordhalbkugel, wo es auf der Erde ja die meisten Landmassen gibt, so lange so kalt gewesen das große Bereiche von Eis bedeckt sind.

Und unter Umständen kann alles noch ein wenig schlimmer werden. Es kommt nämlich auch darauf an, wo genau der Asteroid einschlägt. Nicht unbedingt so sehr, ob auf Land oder im Ozean. Die Durchschnittstiefe der Weltmeere beträgt 4 Kilometer; das spielt bei einem 10-Kilometer-Asteroid kaum eine Rolle. Beziehungsweise spielt das schon eine Rolle, aber dazu später noch mehr. Staub wird auf jeden Fall aufgewirbelt – es kommt aber darauf an, welche Art von Gestein. Bestimmte Arten von Gestein enthalten zum Beispiel Schwefel und wenn der in die Luft gelangt, sorgt er – wie der Staub – ebenfalls für eine Abkühlung.

So ein Asteroideneinschlag hat aber noch weitere nette Extras auf Lager. Zum Beispiel Feuerstürme. Direkt nach dem Einschlag gibt es eine enorme Hitzewelle die sich ausbreitet und weiträumig alles verbrennt, was verbrennen kann. Verbrennung erzeugt Ruß, der ebenfalls in der Atmosphäre landet und so wie der Staub für Verdunkelung und Abkühlung sorgt. Wenn der Einschlag heftig genug ist, dann große Brocken weit genug nach oben geschleudert um weit entfernt mit ausreichender Geschwindigkeit wieder runterzukommen und dort neue Krater, mit neuem Staub und neuen Feuerstürmen zu verursachen. Mit ein wenig Pech kriegt man globale Waldbrände mit all den unangenehmen Folgen.

Asteroiden machen die Erde kalt (Bild: Stephen Hudson, CC-BY-SA 3.0)

Das ist der Impaktwinter: Die globale Abkühlung der Erde nach einem großen Asteroideneinschlag. Es wird kalt, es wird dunkel und als erstes sterben die Pflanzen. Das ist ein Problem für die Pflanzenfresser auf dem Planeten und wenn die nix zum Essen finden und sterben haben auch die Fleischfresser ein Problem. Es gibt ein globales Massensterben, unabhängig davon wo auf der Erde der Asteroid einschlägt.

Wie stark die Auswirkungen des Impaktwinters tatsächlich sind ist allerdings schwer vorherzusagen. Ich habe vorhin erwähnt dass es nicht darauf ankommt, ob das Ding auf Land oder im Meer einschlägt. Was zwar stimmt, wenn es um die Kraterbildung geht. Aber wenn etwas im Ozean einschlägt landet auch jede Menge Wasserdampf in der Luft. Wenn der Asteroid auf Karbonatgestein einschlägt, wird Kohlendioxid freigesetzt; ebenso bei der Verbrennung von Wäldern durch Feuerstürme. CO2 und Wasserdampf sind aber Treibhausgase und die heizen die Erde auf – und können die Abkühlung abschwächen.

Man ist sich aber im wesentlichen einig darüber, dass es in Folge eines großen Asteroideneinschlags erst mal kälter wird auf der Erde und wenn das Ding das mit uns kollidiert groß genug ist, dann wird es lange genug kalt und dunkel um ein Massensterben zu verursachen.

Angesichts der gerade stattfindenden Klimakatastrophe und der globalen Erwärmung klingt eine globale Abkühlung vielleicht gar nicht so schlimm. Aber man kann eine Katastrophe natürlich nicht durch eine andere ungeschehen machen. Abgesehen davon, dass das in jeder Hinsicht eine extrem blöde Idee wäre, würde es uns nicht helfen, einen Asteroid auf die Erde zu schmeißen um den Klimawandel aufzuhalten… Man könnte den Effekt eines Impaktwinters rein prinzipiell natürlich auch ohne Impakt haben: Dazu müsste man einfach auf anderem Weg jede Menge Staub in die Atmosphäre transportieren. Und tatsächlich gibt es Menschen die ernsthaft darüber nachdenken, auf diese Weise dem Klimawandel entgegen zu treten. Solche Methoden nennt man “Geoengineering” und wenn sie auch auf dem Papier und in der Theorie plausibel klingen sollte man trotzdem davon absehen, sie auch in der Realität umzusetzen. Angesehen davon, dass es schon rein politisch nicht machbar wäre, absichtlich Millionen Tonnen Staub in die Atmosphäre zu schmeißen ohne das sich jemand darüber aufregt – mit der Atmosphäre der Erde und unserem Klima sollten wir keine Experimente machen. Wir MACHEN ja seit 150 Jahren ein – unabsichtliches – Experiment und sind immer noch dabei zu verstehen, welche Folgen all die Treibhausgase nun genau haben. Nur dass es keine guten Folgen sind ist sicher…

Zum Glück sind Kollisionen mit richtig großen Asteroiden enorm selten. Wir müssen uns vor einem Impaktwinter nicht fürchten. Wenn uns etwas Sorgen machen sollte, dann keine Abkühlung der Erde sondern die globale Erwärmung!

Kommentare (4)

  1. #1 tomW
    14. März 2020

    Sehr interessant Florian, danke!

    Nebenbei hat sich damit nämlich auch eine Frage beantwortet, die sich mir schon länger gestellt hat, wie lange so ein Winter wohl dauern mag. Ist das zeitlich mit einem nuklearen Winter vergleichbar?

  2. #2 Uli Schoppe
    21. März 2020

    Klar ist sowas extrem selten, aber wenn sich da draußen gerade ein Killer auf den Weg macht merken wir das erst spät. Asteroiden sind so 😉 Und der Teufel freut sich über die 6 Milliarden Neuzugänge die so doof waren lieber Geld in Kriege um Öl oder so zu investieren ^^

  3. #3 Florian Freistetter
    21. März 2020

    @Uli: Also die “Killer”, die ganz großen Asteroiden die alle ausrotten können – die würden wir mit ziemlicher Sicherheit lange (d.h. Jahrzehnte) vor einem Einschlag identifizieren. Und könnten was dagegen tun. Je größer, desto leichter zu finden. Kritisch sind eher die kleinen Dinger, die “nur” ne Stadt platt machen. Die können theoretisch wirklich “aus dem Nichts” kommen.

  4. #4 Uli Schoppe
    22. März 2020

    @Florian Ich lebe jetzt wirklich nicht in Angst oder so, aber wenn sich draußen wo Viger herumscheucht sich was zu uns nach drinnen aufmacht könnte man schon echte Überraschungen erleben, ich habe schon auf einem ZX Spectrum mit Mehrkörperproblemen herumgespielt (In PASCAL, waren das Zeiten XD) und mich gruselt es jetzt noch ^^ 😉 . Das sollte man mal ernst nehmen und sich ernsthaft darauf vorbereiten sowas abzuwehren. Wir behandeln das zu stiefmütterlich. Darum stehen wir auch jetzt bei einer besseren Erkältung blöd da. Was machen wir nur wenn sich ein H5 Kandidat der bis jetzt noch nicht von Mensch zu Mensch übertragbar ist aber eine Lethalität von 60% hat auf den Weg macht? Das selbe wie bei einem Planetenkiller: Blöd gucken ^^ Geld genug ist definitiv da und Du würdest noch mehr über Asteroiden lernen können. Ja, die sind toll! 🙂