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Wie Meteoriten das Klima verändern

Jürgen Wendler 03.02.2017 0 Kommentare

Asteroid
Bei Asteroideneinschlägen werden große Mengen an Staub aufgewirbelt. Der Staub ist jedoch nicht der einzige Grund dafür, dass sich das Klima verändern kann. Forscher zeigen dies am Beispiel des Aussterbens der Dinosaurier. (Donald Davis)

Zahlreiche Menschen erlitten Schnittwunden und Prellungen. Nach den Erkenntnissen von Experten hatte der Brocken einen Durchmesser von ungefähr 19 Metern. Von ganz anderen Größenordnungen sprechen Wissenschaftler, wenn sie sich mit dem Chicxulub-Krater befassen. Dieser unter Ablagerungen verborgene und erst 1991 nachgewiesene Einschlagskrater im Bereich der Halbinsel Yucatán in Mittelamerika hat einen Durchmesser von mehr als 180 Kilometern. Entstanden ist er vor 66 Millionen Jahren. Ursache war vermutlich ein Himmelskörper mit einem Durchmesser von ungefähr zehn bis 15 Kilometern. Einschläge solch großer Körper sind zwar sehr selten, können aber für das Leben auf der Erde verheerende Folgen haben. Warum dies so ist, zeigen neue Computersimulationen, von deren Ergebnissen eine Forschergruppe um Julia Brugger vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung kürzlich im Fachjournal „Geophysical Research Letters“ berichtet hat.

Massensterben vor Millionen Jahren

Der Einschlag in Mittelamerika gilt zurzeit als wahrscheinlichste Ursache dafür, dass vor 66 Millionen Jahren ein Großteil der Arten auf der Erde ausstarb. Forscher nehmen an, dass damals etwa die Hälfte aller Tierarten verschwand, darunter auch die Dinosaurier und Ammoniten, tintenfischähnliche Tiere, die über mehrere hundert Millionen Jahre in den Meeren eine bedeutende Rolle gespielt hatten. Vermutet wird, dass im Umkreis von einigen tausend Kilometern um den Ort des Einschlags eine Glutwolke das Leben auslöschte. Rußspuren aus jener Zeit zeugen von verheerenden Bränden. Infolge des Einschlags könnte sich der Vulkanismus in anderen Teilen der Erde verstärkt haben. Die gewaltigen Mengen an aufgewirbeltem Staub verdunkelten zudem für einige Zeit den Himmel – unter anderem mit der Folge, dass Pflanzen kein neues biologisches Material bilden konnten. Dazu hätten sie Sonnenstrahlung benötigt. Ohne die Pflanzen mangelte es Tieren wie pflanzenfressenden Dinosauriern an Nahrung.

Während frühere Untersuchungen sich auf die Bedeutung des Staubs konzentriert hatten, legen Julia Brugger und ihre Kollegen den Akzent auf Schwefelsäuretröpfchen, die sich nach dem Einschlag in der Atmosphäre bildeten. Diese hätten das Klima der Erde über Jahre beeinflusst und seien wichtiger gewesen als lokale Ereignisse wie die extreme Hitze in der Nähe des Einschlagsortes, Waldbrände oder Tsunamis, erklären die Forscher. Letztlich habe auch der Staub nur einen kurzfristigen Effekt gehabt.

Kaltes Klima durch Schwefelsäure

Schwefelsäure ist auch heute in der Atmosphäre zu finden. Sie entsteht aus Stoffen, die unter anderem bei Verbrennungsvorgängen, Vulkanausbrüchen oder auch von Algen freigesetzt werden. So haben Wissenschaftler zum Beispiel festgestellt, dass beim Ausbruch des Vulkans Pinatubo auf den Philippinen im Jahr 1991 große Mengen an Schwefeldioxid in die Atmosphäre gelangten, die zur Verstärkung einer Schicht aus Schwefelsäuretröpfchen in ungefähr 20 Kilometern Höhe beitrugen. Diese Schicht streute und reflektierte die Sonnenstrahlung – mit der Folge, dass die Temperatur in Bodennähe deutlich zurückging. Forschungsarbeiten haben zudem gezeigt, dass Schwefelsäure an der Bildung von Kondensationskernen oder -keimen beteiligt ist, das heißt Gebilden, an denen sich Wassermoleküle sammeln können. Kondensationskerne sind wichtig für die Entstehung von Wolken. Auch Salzteilchen aus dem Meer, Mineralstaub, Vulkan­asche, Pilzsporen oder Pollen können als Kondensationskerne dienen.

Für ihre Simulationen hat die Gruppe um Julia Brugger ein Klimamodell genutzt, das unter anderem Vorgänge in der Atmosphäre und in den Meeren abbildet beziehungsweise miteinander verbindet. Den Berechnungen zufolge führten die Schwefelsäuretröpfchen vor 66 Millionen Jahren dazu, dass über mehrere Jahre ein erheblicher Teil der Sonnenstrahlung blockiert wurde, das heißt: Es wurde wesentlich kälter auf der Erde. Die globale Jahresmitteltemperatur fiel nach den Erkenntnissen der Forschergruppe um mindestens 26 Grad Celsius. Etwa drei Jahre lang lag die Temperatur im Jahresdurchschnitt unter dem Gefrierpunkt, und rund 30 Jahre vergingen, bis sich die Klimaverhältnisse wieder normalisiert hatten.

Die deutlich niedrigeren Lufttemperaturen hatten den Simulationen zufolge auch erhebliche Auswirkungen auf das Leben im Meer. Das Oberflächenwasser kühlte ab, was zugleich bedeutet, dass seine Dichte beziehungsweise sein Gewicht zunahm. Dadurch sank es ab, und von unten gelangte Wasser nach oben, das dabei Nährstoffe mitführte. Die Wissenschaftler halten es für vorstellbar, dass es zu massiven Algenblüten kam. Indem Meeresbewohner wie die Ammoniten und viele Arten an Land lebender Tiere ausstarben, wurden Lebensräume frei. Diese konnten dann in der Folgezeit unter anderem von Säugetieren besetzt werden. Zu den Säugetiergruppen, die sich nach dem Aussterben der Dinosaurier entwickelten, gehören zum Beispiel Affen und Huftiere.

Leuchterscheinungen am Himmel

Bei dem Himmelskörper, der das Massensterben vor 66 Millionen Jahren auslöste, handelte es sich nach Forscherangaben vermutlich um einen Asteroiden. Auch hinter dem Meteor von Tscheljabinsk könnte sich ein Asteroid verborgen haben. Der Fachausdruck Meteor besagt, dass er Beobachtern als Leuchterscheinung am Himmel begegnete, ähnlich wie die allerdings wesentlich unauffälligeren Sternschnuppen. Leuchterscheinungen entstehen dann, wenn mehr oder weniger große Körper oder Teilchen aus dem All mit hoher Geschwindigkeit in die Erdatmosphäre eindringen. Dabei werden Luftmoleküle entlang ihrer Flugbahn ionisiert, das heißt in einen elektrisch geladenen Zustand versetzt und dadurch zum Leuchten angeregt. Besonders helle Meteore wie der Meteor von Tscheljabinsk werden auch Boliden oder Feuerkugeln genannt. Wenn Material aus dem All bis zum Erdboden gelangt, sprechen Fachleute von Meteoriten. Der Asteroid, der vor 66 Millionen Jahren im Bereich der Halbinsel Yucatán einschlug, wird deshalb auch als Meteorit bezeichnet. Und auch die Bruchstücke, die 2013 nach der Leuchterscheinung über Tscheljabinsk gefunden wurden, tragen diese Bezeichnung.

Neu entdeckte Kometen

Eine mögliche Bedrohung für das Leben auf der Erde sehen Wissenschaftler nicht nur in Asteroiden-, sondern auch in Kometeneinschlägen. Entsprechend groß ist das Interesse, solche Himmelskörper und ihre Bewegungen möglichst genau zu beobachten. Kometen bestehen nach Angaben des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt aus Eis, Staub und kohlenstoffhaltigen Molekülen. Die Heimat dieser unregelmäßig geformten Himmelskörper mit einem Durchmesser von einigen hundert Metern bis zu einigen Dutzend Kilometern sind ferne Bereiche des Sonnensystems. Der große Abstand zur Sonne, um die sich Kometen bewegen, hat zur Folge, dass sie sehr kalt sind und auch flüchtige Bestandteile lange in Form von Eis konservieren. Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass die Zusammensetzung dieser Himmelskörper aus der frühen Phase des Sonnensystems einiges über jene Zeit verrät. Nach heutigem Kenntnisstand ist das Sonnensystem vor ungefähr 4,6 Milliarden Jahren entstanden. Jahr für Jahr werden zahlreiche zuvor unbekannte Kometen entdeckt. Als äußerst hilfreich erweisen sich dabei Suchprogramme und Weltraumteleskope.

Asteroiden werden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt als „übrig gebliebene Kleinkörper aus der Zeit der Planetenentstehung“ bezeichnet. Ein Großteil von ihnen befindet sich im sogenannten Asteroidengürtel zwischen den Bahnen, auf denen Mars und Jupiter die Sonne umkreisen. Wie die Planeten, so bewegen sich auch die wesentlich kleineren Asteroiden auf Bahnen um die Sonne. Wenn Forscher von großen Asteroiden sprechen, meinen sie Himmelskörper mit einem Durchmesser von mehreren hundert Kilometern. Zum Vergleich: Der Durchmesser der Erde beträgt mehr als 12 700 Kilometer, der des Jupiter rund 143 000 Kilometer. Inzwischen sind mehr als 725 000 Asteroiden im Sonnensystem bekannt. Dass solche Himmelskörper mit der Erde kollidieren, ist nach Expertenangaben grundsätzlich möglich – auch wenn mit dem Einschlag sehr großer Asteroiden nur in zeitlichen Abständen von Millionen Jahren zu rechnen sei. Dass kleinere Asteroiden der Erde nahe kommen, geschieht relativ häufig. Ein Beispiel liefert der Asteroid 2004 FH mit einem Durchmesser von rund 30 Metern, der die Erde 2004 in einem Abstand von etwa 43 000 Kilometern passierte. Von dem rund 300 Meter großen Asteroiden Apophis wird angenommen, dass er die Erde im April 2029 in einem Abstand von etwa 30 000 Kilometern passieren wird.

Veränderte Bahn

Forscher beschäftigen sich schon länger mit Möglichkeiten, Himmelskörper, die der Erde gefährlich nahe kommen könnten, aufzuspüren und gegebenenfalls von ihrem Kurs abzubringen. Dies könnte zum Beispiel mithilfe von Sonden geschehen, die dort einschlagen. Was bei Einschlägen passieren könnte, ist unter anderem am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik in Freiburg untersucht worden. Dabei wurden unterschiedliche Materialien mit Eigenschaften, die denen des Materials von Asteroiden vergleichbar sind, mit kleinen Projektilen beschossen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es möglich ist, die Bahn von Asteroiden zu verändern.


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Leserkommentare
kretzschmar am 23.10.2019 15:04
So sieht das aus, 9 Millionen arbeiten im niedrig Lohn Bereich, (Mindestlohn) das sind die zukünftigen Renten Aufstocker. Was eigentlich eine ...
holger_sell am 23.10.2019 14:58
Dann schreiben Sie doch einfach mal nichts.
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