Vor 66 Millionen Jahren hat eines der größten Massensterben auf unserem Planeten stattgefunden. Dieses sorgte unteranderem für das Ende der Dinosaurier. Bis heute wissen wir allerdings immer noch nicht, was sich eigentlich genau ereignet hat und es gibt eine Reihe verschiedener Theorien. In einem kürzlich erschienenen Artikel untersuchte eine Gruppe von der University of Colorado Boulder den Effekt einer großen Menge von Rußnanopartikeln in der Atmosphäre auf das Klima der nachfolgenden Jahre.
Die Grundthese dabei ist, dass es, durch den Einschlag eines 10 km großen Asteroiden, zu massiven Waldbränden kam. Aufgrund dieser Brände entstanden Rußpartikel, welche in die Atmosphäre gelangten und dort durch das Sonnenlicht weiter erhitzt wurden, so dass sie bis auf eine Höhe von 90 km steigen konnten und von dort die Bedingungen auf der Erde extrem beeinflussten.
Nach einigen Jahren regneten diese Nanopartikel wieder herab und bildeten eine Schicht auf der Oberfläche, die bei heutigen Untersuchungen im Gestein nachgewiesen werden kann (die sog. Cretaceous-Paleogene boundary). Das nach dem Einschlag eines Asteroiden Nanopartikel in die Atmosphäre gelange ist nicht neu und wird allgemein akzeptiert, die genaue Menge dieser steht allerdings noch zur Debatte. Untersuchungen von Gesteinsschichten aus dieser Zeit legten allerdings Nahe, dass die Menge der Rußpartikel wesentlich höher als bisher angenommen war. Die Daten deuten auf Mengen von 15.000 Tg bis 35.000 Tg von Rußpartikeln hin. Ein Tg (Teragram) entspricht dabei 1.000.000.000 kg… Zum Vergleich: Rainer Calmund wiegt ca. 145 kg. Die Menge von 15.000 Tg Nanopartikeln entspricht dann 103.448.275.862 Callies. Damit eine solche Menge an Nanopartikeln entstehen kann, muss mehr oder weniger die gesamte Biomasse an der Oberfläche verbrannt worden sein, was zwar eine sehr gewagte These ist, jedoch durch die Funde in der Gesteinsschicht gestützt wird.
Daher untersuchten die Autoren den Einfluss verschiedener Mengen von Rußnanopartikeln auf die Wetterbedingungen auf der Erde und verglichen die Ergebnisse mit einer Kontrollstudie, die die Wetterentwicklung nach dem Asteroideneinschlag, ohne Nanopartikel in der Atmosphäre, simulierte.
Das durch die Brände und den Asteroideneinschlag entstehende Ruß gelangte in die Atmosphäre und blieb dort für ca. 5 Jahre. Wobei 90% bereits im ersten Jahr wieder herunterkamen. Das Ruß, selbst die übrigen 10%, sorgten dafür, dass es auf der Erde dunkel, sehr dunkel wurde. Simulation von 15.000 Tg, zeigen dass nach einem Jahr ist nur 4%!!! Des Sonnenlichtes im Vergleich zur Kontrollstudie auf der Erdoberfläche ankommen.
Durch diese massive Abdunkelung wurde Photosynthese quasi unmöglich. Innerhalb weniger Tage kollabierte 90% der Biomasse in den Ozeanen, was zu einem Massensterben der restlichen Nahrungskette führte. An Land hängt das kurzfristige Überleben zwar nicht derart stark von Photosynthese treibender Biomasse ab, allerdings sind die meisten Pflanzen ja verbrannt und es ist auch ziemlich dunkel was die Nahrungssuche nicht erleichtert…
Die Verdunkelung ist aber leider nicht das einzige Problem, denn auch auf die Temperatur wird beeinflusst. Unabhängig von der untersuchten Menge an Rußpartikeln, sinkt die Durchschnittstemperatur in den ersten drei Jahren um 16°C (an Land sogar um 28°C) und braucht bis zu 15 Jahre um wieder bei der Ausgangstemperatur anzukommen.
Ganz nebenbei wird auch der Niederschlag massiv beeinträchtigt. Er sinkt um bis 80% im globalen Durchschnitt und erholt sich erst nach sieben Jahren wieder. Dadurch entstehen in den meisten Landgebieten wüstenähnliche Zustände, was das Überleben von Pflanzen und Tieren an Land nicht fördert.
Im Gegensatz zu den geringen Temperaturen auf der Oberfläche, heizen sich die oberen Schichten, in denen die Rußpartikel das Sonnenlicht absorbieren, massiv auf. Ab 15 km über dem Erdboden liegt die Temperatur zwischen 50 und 100°C und zwischen 45 und 60 km steigt die Temperatur sogar über 200°C.
Dies sind alles sicherlich keine guten Nachrichten für die in der Zeit lebenden Pflanzen und Tiere. Mit dieser Arbeit wird ein sehr interessanter Beitrag zur Diskussion, wie die Dinosaurier ausgestorben sind, geleistet und stimmt weiterhin vielleicht auch etwas nachdenklich, ob es gut ist immer weiter Kram in unsere Atmosphäre zu pusten…
[1] C. G. Bardeen, On transient climate change at the Cretaceous-Paleogene boundary due to atmospheric soot injections, PNAS, 2017
[2] K. Kaiho et al., Global climate change driven by soot at the K-Pg boundary as the cause of mass extinction, Sci. Rep.,2016
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