Die ersten Minuten der Apokalypse

ie Apokalypse, die vor 66 Millionen Jahren einen großen Teil des Lebens auf der Erde auslöschte, ist schlicht unvorstellbar. Seit aber Joanna Morgan vom Imperial College in London, Sean Gulick von der University of Texas in Austin und 28 weitere Wissenschaftler im April und Mai 2016 Gesteinsproben aus dem Chicxulub-Krater im heutigen Mexiko bargen, der damals beim Einschlag eines riesigen Asteroidenaus dem Weltraum entstand, können sie das Unvorstellbare verblüffend gut beschreiben. In der Zeitschrift „Science“ (Band 354, Seite 878) erklären die Forscher, wie der kosmische Bolide ein dreißig Kilometer tiefes Loch mit einem Durchmesser von rund hundert Kilometern und damit der halben Fläche eines Landes wie Schleswig-Holstein oder Thüringen in die Erdkruste riss. Und wie dieser riesige Hohlraum sich innerhalb weniger Minuten in einen flacheren und erheblich weiteren Krater mit einem Ring aus Bergen in der Mitte umwandelte.

In den folgenden 66 Millionen Jahren wurde dieser nach einer Ortschaft in seinem Inneren „Chicxulub“ genannte Krater unter einigen Hundert Meter Sediment begraben. „Im Untergrund blieben seine Strukturen viel besser erhalten als die meisten anderen Krater auf der Erde, die von der Witterung mit der Zeit abgetragen werden“, erklärt der Geologe Ulrich Riller von der Universität Hamburg. Allerdings liegt dadurch die nördliche Hälfte des Kraters tief unter dem Meeresboden des Golfs von Mexiko, der südliche Teil unter der Halbinsel Yucatán in Zentralamerika. Das am damaligen Geschehen beteiligte Gestein können Geologen daher nur mit aufwändigen Bohrungen erreichen.

In dem nur 17 Meter unter dem Wasserspiegel liegenden Meeresboden haben sich die Forscher vom Hubschiff Myrtle aus durch das an dieser Stelle 618 Meter dicke Sediment gebohrt. Anschließend ging es bis in eine Tiefe von 1335 Metern weiter durch das Gestein, das an dem Einschlag beteiligt war. Seither untersuchen Spezialisten wie Riller die Proben. Mit ihrer Hilfe können sie endlich klären, wie der Ring aus einigen Hundert Meter hohen Hügeln im Zentrum des Kraters entstand.

Zigmal schneller als ein Überschallflugzeug

Solche Erhebungen entstehen bei kleineren Einschlägen wie dem 50 000 Jahre alten Barringer-Krater im US-Bundesstaat Arizona nicht. Er hat einen Durchmesser von rund 1200 Metern und ist 180 Meter tief. Im Zentrum des in Süddeutschland liegenden Nördlinger Rieses, das einen Durchmesser von mehr als 20 Kilometern hat, erhebt sich dagegen ein Hügel. „Im Inneren von größeren Kratern liegt dagegen oft ein Ring aus Hügeln, der auf der Erde jedoch nur im Chicxulub-Krater gut erhalten geblieben ist“, so Riller. Solche Strukturen haben auch große Krater auf anderen Himmelskörpern wie etwa der Schrödinger-Krater auf der Rückseite des Mondes.

Dessen Gestein aber können die Forscher von der Erde aus nicht analysieren. Erst die Bohrung in den Zentralring des Chicxulub-Kraters liefern daher zuverlässige Informationen über das Geschehen vor 66 Millionen Jahren. Mit einer Geschwindigkeit von gut 20 Kilometern pro Sekunde donnerte damals ein Asteroid mit einem Durchmesser von rund zehn Kilometern auf die Oberfläche der Erde. Die gigantische Masse war zigmal schneller als jedes Überschallflugzeug.

Ein Vergleich zeigt, wie heftig die Wucht des Boliden war: Heute rast ein 8,5 Kilogramm schweres Geschoss mit einer Geschwindigkeit von weniger als zwei Kilometern pro Sekunde aus der Kanone eines Kampfpanzers und durchschlägt drei Kilometer entfernt noch einen meterdicken Stahl. Bei dem Einschlag vor 66 Millionen Jahren war die Geschwindigkeit zehnmal höher. Der Aufprall setzte so viel Energie frei wie die Explosion von einer Milliarde Atombomben der Größe, die 1945 die japanische Stadt Hiroshima zerstörte.

Gestein verdampfte in einer einzigen Sekunde

„Dieser zehn Kilometer große Asteroid bohrte sich etwa fünfzehn Kilometer tief in die Erde“, sagt Riller. Beim Einschlag herrschte eine Hitze von mehr als 1700 Grad Celsius – der Asteroid sowie das Gestein um den Ground Zero verdampften in einer einzigen Sekunde. Etliche Tausend Kubikmeter Gestein verflüchtigten sich so schlagartig. Der immer noch riesige Rest der Aufschlagsenergie drückte als wuchtige Schockwelle das Gestein vom Ground Zero nach allen Seiten und in die Tiefe weg. „In eineinhalb Minuten entstand so eine gigantische Hohlform mit 100 Kilometer Durchmesser und einer Tiefe von 30 Kilometern“, fasst Riller die Berechnungen zusammen. Das Einschlagsloch war damit dreieinhalbmal tiefer, als der Mount Everest heute über den Meeresspiegel aufragt.

Am oberen Rand aber fielen die Ränder des Kraters fast ab. Unmittelbar nach seiner Entstehung zog die Schwerkraft der Erde von dort riesige Brocken in die Tiefe. Wie Lawinen riesigen Ausmaßes rasten die Massen durch den gerade erst entstandenen Krater. Durch die einstürzenden Wände vergrößerte sich der Chicxulub-Krater innerhalb weniger Minuten auf einen Durchmesser von beinahe zweihundert Kilometern – und bildete so eine Fläche der Größe Belgiens. Gleichzeitig füllten die Lawinen das 30 Kilometer tiefe Loch schnell auf. In seinem Zentrum aber trafen die von außen kommenden Massen aufeinander. So blieb den immer noch extrem schnellen Lawinen nur noch ein Weg: nach oben. „In der Mitte schoss eine Fontäne aus Gestein in die Höhe“, sagt Riller.

Obwohl die Masse immer noch aus festen Gesteinsbrocken bestand, verhielt sich die Fontäne eher wie ein riesiger Sandstrahl. Als dieser Strahl unter dem Einfluss der Schwerkraft begann, nach unten zu fallen, schossen die Massen wieder vom Zentrum weg nach außen. Dort aber trafen sie bald auf weitere Lawinen, die noch immer von den steilen Kraterwänden nach innen donnerten. An den Stellen, an denen diese Massen aufeinanderprallten, bildeten sich kleinere Gesteinsfontänen und erstarrten kurz danach zu Hügeln, die einen Ring um das Zentrum des Chicxulub-Kraters bildeten. In gerade einmal zehn Minuten war so eine flache Schüssel mit 200 Kilometer Durchmesser und drei oder vier Kilometer hohen Rändern entstanden.

Folgen der kosmischen Katastrophe

Erdbeben: Als vor 66 Millionen Jahren ein Asteroid mit zehn Kilometer Durchmesser in den Golf von Mexiko donnerte, löste der Einschlag vermutlich Erdbeben mit einer Stärke von 12 oder 13 aus. Das stärkste bisher gemessene Erdbeben 1960 in Chile erreichte gerade einmal die Stärke 9,5.

Hitze:
Riesige Tsunamis rasten durch die Weltmeere und verwüsteten die Küsten. Im Karibikraum stiegen die Temperaturen schlagartig auf wenige hundert Grad Celsius, kaum ein Organismus überstand das Inferno. Die Hitze entzündete Waldbrände, welche die Vegetation zerstörten.

Dunkelheit:
In die Luft geschleuderte Materialien fingen so viel Sonnenlicht auf, dass die Temperaturen weltweit um rund zehn Grad fielen. Dieser Dunkelheit fiel die meiste Vegetation zum Opfer, fast alle Tiere verhungerten. Die bekanntesten Opfer waren die Dinosaurier.