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Spurensuche im Kraterboden

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 12.05.2016 16:03

Ein Asteroideneinschlag auf der Halbinsel Yucatán soll vor 65 Millionen Jahren das Weltklima derart einschneidend verändert haben, dass die Herrschaft der Dinosaurier abrupt beendet wurde. Diese These sorgt seit den 1970er Jahren für heftige Diskussionen in der Fachwelt. Eine vom europäischen ECORD-Konsortium organisierte Expedition des Internationalen Meerestiefbohrprogramms arbeitet deshalb seit einem Monat im marinen Teil des Chicxulub-Krater und hat bereits mehr als 800 Meter tief in den Meeresboden gebohrt.

Hubschiff Myrtle steht auf drei Beinen auf dem Meeresboden. (Bild: IODP/ECORD/D. Smith)Seit gut einem Monat steht das Hubschiff „Myrtle“ wie ein fremdartiges Tier im seichten Wasser des Golfs von Mexiko. Rund 30 Kilometer vom mexikanischen Hafen Progreso auf der Halbinsel Yucatán entfernt, thront das Fahrzeug auf seinen drei Beinen etwa fünf Meter über der Wasseroberfläche. Normalerweise ist die „Myrtle“ für die Erdölindustrie unterwegs, um nach Öl- und Gaslagerstätten zu bohren, doch ihr derzeitiger Auftrag hat ein vollkommen anderes Ziel. Das Hubschiff steht mitten im Chicxulub-Krater, den vor ziemlich genau 65 Millionen Jahren ein mehr als zehn Kilometer großer Asteroid in die Erdkruste geschlagen hat. Der Einschlag wird als mögliche Ursache für den Untergang der Dinosaurier gehandelt. Seit Anfang April hat sich das Schiff für das Internationale Meerestiefbohrprogramm IODP 800 Meter tief durch Sedimente und Einschlagsgestein in den Kratergrund gebohrt. Bis in 1500 Meter Tiefe hoffen die Wissenschaftler bis zum Expeditionsende Anfang Juni zu gelangen. Die Mission zum Krater vor Yucatán ist Teil des europäischen Beitrags zum IODP.

Sean Gulick (Texas) und Joanna Morgan (London) leiten die Bohrexpedition im Chicxulub-Krater. (Bild: ECORD)„Wir haben einige ungewöhnliche Funde gemacht, die bislang noch nie entdeckt wurden, aber mehr darf ich leider nicht sagen“, berichtet Expeditionsleiterin Joanna Morgan, Geophysik-Professorin am Londoner Imperial College von Bord der „Myrtle“. Zusammen mit ihrem Co-Leiter Sean Gulick von der Universität Texas in Austin plant sie bereits die ersten wissenschaftlichen Veröffentlichungen und bis die akzeptiert und publiziert sind, darf so gut wie kein Ergebnis an die Öffentlichkeit dringen. Ein bisschen aber gibt Gulick dann doch in seinem jüngsten Blog preis: So liegt die Grenzschicht, die das Ende der Dinosaurierzeit und den Wechsel in die Erdneuzeit markiert, 30 Meter höher als ursprünglich gedacht. Außerdem ist die Impaktschicht, wo sich geschmolzenes und zertrümmertes Gestein aus der Erdkruste mit den Überresten des Asteroiden mischt, dicker als erwartet. Die ersten wirklich „aufregenden Entdeckungen“ verspricht Joanna Morgan für den Herbst.

Überblick: Chicxulub-Krater vor der Küste von Yucatán. (IODP/ECORD)Der Chicxulub-Krater ist einer von nur drei wirklich großen Kratern, die wir auf der Erde kennen. Die beiden anderen sind Sudbury in Kanada und Vredefort in Südafrika. Beide sind mehr als zwei Milliarden Jahre alt, entsprechend stark verwischt sind ihre Spuren. „Wir haben nur diesen einen Krater, den wir tatsächlich auf der Erde begutachten können“, erklärt der Strukturgeologe Ulrich Riller, Professor an der Universität Hamburg, „und das macht dieses Projekt so interessant.“ Riller ist ebenfalls Mitglied des Chicxulub-Teams, verfolgt die Bohrung aber von Hamburg aus. Die Wissenschaftler haben sich einen ganz besonderen Platz für die Bohrung mit der „Myrtle“ ausgesucht. „Um das Kraterzentrum hat sich beim Einschlag ein Impaktring gebildet, der einen Durchmesser von rund 18 Kilometer hat“, erklärt Expeditionsleiterin Joanna Morgan. Genau über einem Abschnitt dieses Impaktrings, den die Wissenschaftler farbig „Ring der Hölle“ nennen, steht das Hubschiff jetzt.

Aus seinen Bohrkernen wollen die Wissenschaftler Antworten auf ganz verschiedene Fragen herauslesen. Etwa die, wie sich das Leben von dem Einschlag mit der Gewalt von einer Milliarde Atombomben erholte. „Wir möchten gern sehen, welche Arten zurückkamen und in welchen Phasen die Erholung ablief“, so Joanna Morgan, „wir würden erwarten, dass sich zuerst robuste Arten ansiedelten und dann die empfindlicheren, aber vielleicht kamen alle zusammen zurück.“ Weitere Informationen für die große Frage nach dem Dinosaurierkiller soll die Expedition ebenfalls liefern. „Wir wollen mit dieser Bohrung bestimmen, wie hoch der Anteil der sogenannten Evaporite am Gestein ist, ob er eher fünf oder eher 20 Prozent beträgt“, so Morgan. Evaporite bestehen vor allem aus Sulfaten, bei einem Einschlag würden sie sich in großen Schwefelaerosolwolken auflösen, die bis in die Stratosphäre aufsteigen und dort einen Großteil der Sonnenenergie abblocken. „Die Menge des Schwefels, die man in die Stratosphäre transportiert“, erklärt Joanna Morgan, „bestimmt, wie kalt es wird und wie lange die Kälte andauert.“

So könnte der Asteroideneinschlag ausgesehen haben. (Bild: NSF/NASA)Geologen wie Ulrich Riller wollen dagegen mehr über die Dynamik eines Asteroideneinschlags lernen. Von anderen Planeten kennt man die Spuren einer solchen Kollision mit vielen Details, denn eine so wandelbare Oberfläche wie die Erde hat kein zweiter Steinplanet. Mars, Merkur und auch der Mond weisen daher Krater auf, die der Größe von Chicxulub entsprechen, und von diesen Beispielen weiß man, dass nach den Einschlägen ein Zentralberg mit einer Reihe konzentrischer Ringe übrigbleibt. Was fehlt, sind die Informationen wie sich das Gestein verändert hat, nachdem sich buchstäblich der Staub des Impakts gelegt hat. „Daher muss man jetzt in die kritischen Stellen bohren, um herauszubekommen, um welches Gestein es sich hierbei handelt, weil eben sehr viel Gesteinsmasse während des Krater-Bildungsprozesses umverteilt wird“, so Riller. Mit all diesen Informationen hoffen die Geologen, den Einschlag minutiös nachstellen zu können, sozusagen als Prototyp eines Asteroidenimpakts auf einem Gesteinsplaneten.

Blick auf das Arbeitsdeck des Hubschiffs Myrtle. (Bild: IODP/ECORD/D. Smith)An Bord der "Myrtle" ist man mittlerweile bereits bis in das sogenannte Zielgestein vorgedrungen, also die ursprüngliche Erdkruste, in die der Asteroid hineinraste und die er tiefgründig erschütterte. Nach ein paar hundert Metern Sediment, die sich in den vergangenen 65 Millionen Jahren über die Stätte der Katastrophe gelegt hatten, mussten sich die Bohrer durch 150 oder 160 Meter sogenannter Impaktbrekzien fräsen. Das ist das Gemenge aus Bruchstücken und erstarrter Gesteinsschmelze, das vom einschlagenden Asteroiden und der obersten Erdkruste nach der Kollision übrigbleibt. Die Crew erwartet allerdings nicht, dass sie durch die Impaktzone hindurch in buchstäblich unberührtes Gestein bohren kann. "Jedes Gestein, das wir erbohren werden, wird irgendwie vom Einschlag verändert sein", so Joanna Morgan.

Erste Untersuchungen der Gesteine aus dem Krater an Bord. (Bild: IODP/ECORD/E. Leber)Die Expeditionsleiterin ist zuversichtlich, dass man bis Anfang Juni das angepeilte Ziel von 1500 Meter Bohrtiefe erreichen wird. Das uneinheitliche Gestein bereite der Bohrcrew des Schiffes zwar Schwierigkeiten, aber dafür habe man bislang 98 Prozent der Kerne, die an die Oberfläche geholt wurden, auch nutzen können. Sie werden an Bord vor allem katalogisiert und für den Transport ins Bohrkernlager beim Bremer MARUM verpackt. Mehr als eine erste Sichtung der Kerne ist nicht vorgesehen. Die genauere Untersuchung ist für den September geplant, wenn die Kerne bei der sogenannten Science Party in Bremen geöffnet werden. Dazu treffen sich alle Mitglieder des Teams, seien sie wie Joanna Morgan mit an Bord gewesen, oder wie Ulrich Riller an Land geblieben. Rund vier Wochen sind für dieses Treffen angesetzt.