Asteroid oder Vulkane: Was beendete die Ära der Dinosaurier?

War es der Einschlag eines Asteroiden oder sorgten irdische Vulkane vor 66 Millionen Jahren für das Massensterben der Dinosaurier und vieler anderer Arten? Bis heute herrscht keine Einigkeit darüber, in welchem ​​Ausmaß die einzelnen Ereignisse zum Massensterben beigetragen haben. Forschende des Dartmouth College in Hanover, New Hampshire, haben nun einen neuen Ansatz verfolgt: Sie schlossen Wissenschaftler*innen aus der Debatte aus und ließen Computer entscheiden. 

„Ein Teil unserer Motivation bestand darin, diese Frage ohne eine vorgegebene Hypothese oder Voreingenommenheit zu bewerten“, sagt Alex Cox, Doktorand am Department of Earth Sciences und Erstautor der Studie, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde. Für die Studie wurden fast 130 Prozessoren mit der Analyse des Fossilienbestands beauftragt. Sie sollten Ereignisse und Bedingungen ermitteln, die zur Kreide-Paläogen-Grenze (auch K-P-Grenze) geführt haben. Diese markiert den Beginn des großen Massensterbens. Die geologischen Daten, mit denen die Computer gespeist wurden, stammen aus Bohrkernen aus der Tiefsee.

Es waren die Vulkane – sagen die Computer

Frühe wissenschaftliche Theorien hatten das große Massensterben zunächst auf Vulkanausbrüche zurückgeführt. Durch die Entdeckung des Chicxulub-Kraters in Mexiko, der durch den Einschlag eines Asteroiden verursacht wurde, wich diese Theorie jedoch um 1980 einer neuen: Der Asteroideneinschlag wurde als Hauptursache für den Beginn des Massensterbens angeführt. In den folgenden Jahren ging es hin und her, die Theorie des Asteroideneinschlags lag jedoch vorne.

Nun brechen die Computer, die in der neuen Studie befragt wurden, mit dieser Annahme: Das Modell der Analyse des Dartmouth Colleges zeigt, dass allein der Austritt der Gase der vulkanischen Aktivitäten im Dekkan-Trapp in Westindien ausgereicht hätte, um das globale Artensterben auszulösen. Zwar hatte der Asteroid auch einen Einfluss, zum Aussterben der vielen Lebewesen wäre es jedoch nach den Berechnungen auch ohne ihn gekommen. Über fast eine Million Jahre spien unzählige Schlote in dem Gebiet des heutigen Westindiens auf einer Fläche von über 600.000 Quadratkilometern glühende Lava, Asche und Millionen Tonnen vulkanische Gase, Schwefel und Chlor aus. 

Schwefel und Kohlendioxid in Unmengen

Geochemische und organische Überreste im Fossilienbestand zeigen die katastrophalen Bedingungen zur Zeit des Massenaussterbens: Die instabile Atmosphäre war voll von Schwefel, Mineralien und hitzespeicherndem Kohlendioxid, die Temperaturen sprangen von eiskalt zu heiß. Ein Überleben war nur für wenige Arten möglich.

Zu den ersten Eruptionen im heutigen Westindien kam es bereits etwa 300.000 Jahre vor dem Einschlag des Asteroiden, insgesamt waren die Vulkane eine Million Jahre aktiv. Schätzungen zufolge wurden in dieser Zeit rund 10,4 Billionen Tonnen Kohlendioxid und 9,3 Billionen Tonnen Schwefel in die Atmosphäre gepumpt, so die Autor*innen. „Wir wissen aus der Vergangenheit, dass Vulkane ein massives Artensterben verursachen können. Aber dies ist die erste unabhängige Schätzung auf Grundlage der Umweltauswirkungen“, sagt Brenhin Keller, der die Studie am Dartmouth College betreute. 

Insgesamt ermittelten die Computer mehr als mögliche Szenarien, um am Ende eines zu finden, das mit den Daten der Fossilien übereinstimmte. 

Ein Computermodell für die Zukunft

Bahnbrechend ist für die Forschenden aber nicht nur das Ergebnis der Computeranalyse, sondern auch die Computeranalyse an sich: Durch die Verbindung der verschiedenen Prozessoren konnte ein riesiger Datensatz innerhalb von Stunden verarbeitet werden. Früher habe man Monate gebraucht, um auf diese Weise geologische Ereignisse zu bewerten.

„Diese Art der Parallelinversion wurde bisher in geowissenschaftlichen Modellen noch nicht durchgeführt”, sagt Cox. Die Methode könne auf Tausende von Computern skaliert werden und so helfen, unabhängig und unvoreingenommen zu bewerten.