Kosmischer Kältebringer: Vor 466 Millionen Jahren könnte eine Kollision im Asteroidengürtel eine irdische Eiszeit ausgelöst haben. Durch den Zerfall eines 150-Kilometer-Brockens strömten enorme Mengen Staub in die Erdatmosphäre – genug, um das Klima dramatisch abzukühlen, wie nun Forscher anhand von Ablagerungen belegen. Für die irdische Lebenswelt war diese „staubige“ Eiszeit jedoch ein wichtiger Impuls: Sie löste einen enormen Schub der Artbildung aus.
Vor rund 466 Millionen Jahren veränderte eine Eiszeit die gesamte Lebenswelt unseres Planeten. Denn durch sie nahmen die Artenvielfalt und die Zahl der Lebewesen erstmals fast bis auf heutige Maßstäbe zu. Statt des zuvor gleichmäßig tropischen Klimas gab es nun Eis an den Polen und viele verschiedene Klimazonen – das schuf Raum für neue ökologische Nischen. Doch was löste diese Kälteperiode im mittleren Ordovizium aus?
Katastrophe im Asteroidengürtel
Eine Antwort darauf könnten nun Birger Schmitz von der Universität Lund in Schweden und seine Kollegen gefunden haben – im Weltraum. Für ihre Studie hatten sie Gesteinsschichten aus dem Ordovizium im südschwedischen Kinnekulle und an einem Flussufer nahe der russischen Stadt Sankt Petersburg untersucht. Schon länger ist bekannt, dass diese Gesteinsformationen einen auffallend hohen Anteil an kleineren, fossilen Meteoriten aus dem mittleren Ordovizium enthalten.
Astronomen führen diese Meteoritenhäufung auf ein katastrophales Ereignis im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter zurück. Dabei zerbrach ein gut 150 Kilometer großer Asteroid nach einer Kollision. „Aus diesem Zerfall dieses L-Chondriten vor rund 466 Millionen Jahren stammen bis heute rund ein Drittel aller auf die Erde fallenden Meteoriten“, erklären die Forscher.
Allerdings: Selbst wenn zu jener Zeit ungewöhnliche viele kleine Meteoriten auf die Erde fielen – eine Eiszeit hätten diese Minitreffer nicht auslösen können.
Extraterrestrische Staubschwemme
Doch die Asteroiden-Katastrophe hatte noch eine weitere Folge, wie Schmitz und sein Team jetzt herausgefunden haben. Denn dadurch traf auch drastisch mehr Staub aus dem Weltraum auf die Erde. Ihre Analysen von Helium- und Osmium-Isotopen in den Ablagerungen zeigen, dass der Einstrom extraterrestrischer Partikel in den zwei Millionen Jahren nach dem Asteroidenzerfall um das Hundert- bis Tausendfache zunahm.
„Man kann dies vergleichen mit dem Effekt, der eintritt, wenn ich mitten in meinem Wohnzimmer einen vollen Staubsaugerbeutel platzen lasse“, sagt Schmitz. Während heute pro Jahr rund 40.000 Tonnen Weltraumstaub und Mikrometeoriden auf die Erde niedergehen, müssen es damals vier bis 40 Millionen Tonnen gewesen sein, so die Schätzung der Forscher. Dieser enorme Staubeinstrom hielt zwei bis vier Millionen Jahre lang an, wie die meterdicken Ablagerungen belegen.
Staubschleier schluckte Licht und Wärme
Dieser kosmische Staubregen hatte Folgen: Der Weltraumstaub bildete einen Schleier in der Atmosphäre, der einen Teil der Sonneinstrahlung schluckte. „Zudem wurde nach dem Zerbrechen des Asteroiden nicht nur die Erdatmosphäre staubiger, sondern auch ein Großteil des interplanetaren Raums im inneren Sonnensystem – das schirmte die Erde noch stärker vom Sonnenlicht ab“, erklären Schmitz und seine Kollegen. Als Folge wurde es auf der Erde deutlich kühler. Verstärkt wurde diese Abkühlung möglicherweise durch eine Algenblüte in den Ozeanen, die vom Düngeeffekt des Weltraumstaubs profitierte.
Nach Ansicht der Forscher legen ihre Resultate nahe, dass die urzeitliche Katastrophe im Asteroidengürtel auch der Auslöser für die Eiszeit im Ordovizium war. Der entscheidende Faktor für den damaligen Kälteschub war dabei der Staub dieser Kollision. „Unsere Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass solcher Staub in der Vergangenheit die Erde dramatisch abgekühlt haben kann“, sagt Koautor Philipp Heck vom Field Museum in Chicago.
Kosmischer Verstärker
Allerdings: Dieser „kosmische“ Trigger ist nicht der einzige, der von Wissenschaftlern für die Ordovizium-Eiszeit in Erwägung gezogen wird. Vor gut zehn Jahren hat eine andere Forschergruppe Indizien dafür gefunden, dass auch die Auffaltung der Appalachen ein möglicher Auslöser für die Klimaabkühlung vor 466 Millionen Jahren gewesen sein könnte. Auch die Drift des Urkontinents Gondwana über den Pol könnte zu einer Klimaabkühlung geführt haben.
Schmitz und sein Team schließen ebenfalls nicht aus, dass es damals noch weitere klimawirksame Faktoren gab. Der Effekt dieser irdischen „Trigger“ könnte aber durch den Weltraumstaub deutlich verstärkt worden sein. (Science Advances, 2019; doi: 10.1126/sciadv.aax4184)
Quelle: Universität Lund, Field Museum
