Kreide-Tertiär-Grenze

Die Kreide-Tertiär-Grenze, meist K-T-Grenze genannt, ist der Übergang vom geologischen Zeitabschnitt des Mesozoikums (Erdmittelalters) zum Känozoikum (Erdneuzeit) bzw. von der Kreidezeit zum Tertiär.

Es handelt sich dabei nicht um einen Zeitpunkt im herkömmlichen Sinn, da es vor etwa 65 Mio Jahren zu einem Massenaussterben kam, das etwa eine Million Jahre dauerte. Gravierende Umweltänderungen, möglicherweise ausgelöst durch den Einschlag eines Meteoriten (KT-Impakt) sowie erhöhte Vulkantätigkeit sorgten für einen extremen Faunen- und Florenwechsel. Typisch für die KT-Grenze ist die Iridium-Anomalie, die auf einen Meteoriteneinschlag schließen lässt, sowie hohe Mengen an Asche und Gesteinkügelchen, welche bei großer Hitze entstanden sein müssen.

Da die Internationale Stratigrafische Kommission (ICS) den Begriff „Tertiär“ durch die Epoche des Paläogens ersetzt hat, müsste man seit dem Jahr 2004 eigentlich von der „K-P-Grenze“ (englisch: Cretaceous-Paleogene boundary) sprechen, es haben sich aber die Begriffe „K-T-Grenze“ bzw. im Englischen „KT boundary“ (Cretaceous-Tertiary boundary) durchgesetzt.

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Indizien für Meteoriteneinschläge

  Obwohl ein Eintrag extraterrestrischen Materials durch einen oder mehrere Meteoriteneinschläge auf die Erdoberfläche zu diesem erdgeschichtlichen Zeitpunkt durch Forschungsergebnisse belegt wird, ist die Frage, ob dieses Ereignis tatsächlich für das Massenaussterben zu dieser Zeit verantwortlich ist, noch nicht restlos geklärt. Als Ort des Einschlags wird oft der Chicxulub-Krater im Golf von Mexiko nahe der Halbinsel Yucatán genannt. Kontrovers diskutierte Untersuchungen an Bohrkernen aus dem Kratergebiet durch G. Keller (2004) und neuerlich M. Harting (2004) deuten allerdings darauf hin, dass der Chicxulub-Krater etwa 300.000 Jahre älter sein könnte als die Kreide-Paläogen-Grenzschicht. Dieser Einschlag könnte in diesem Fall nicht das Massenaussterben verursacht haben, das im Falle eines global verheerenden Impakts in einem wesentlich kürzeren Zeitraum als den obigen 300.000 Jahren abgelaufen sein muss. Alternativ wird daher auch die Theorie vertreten, dass es sich bei dem KT-Impakt um den Einschlag mehrerer Asteroiden und Kometen innerhalb einer kurzen Zeitspanne handelt.

Ein wesentliches Indiz für die Hypothese eines oder mehrerer Meteoriteneinschläge ist der ungewöhnlich hohe Iridium-Gehalt vieler Gesteine nahe der Kreide-Paläogen-Grenze. Da der Erdmantel im Vergleich zu Steinmeteoriten arm an Iridium ist, vermutet man, dass sich in diesen Schichten der beim Einschlag aufgewirbelte Staub wiederfindet. Starke Unterstützung erhält die Hypothese eines Meteoriteneinschlags durch eine Anomalie der Chrom-Isotopenverteilung in derselben Schicht, die auch die Iridium-Anomalie enthält. Die Chrom-Isotopenverteilung ist auf der Erde normalerweise homogen. Während bei der Iridiumanomalie noch eingewendet wurde, dass auch vulkanische Aktivitäten eine Iridiumanreicherung bewirken könnten, ist die Isotopenanomalie bei Chrom nur durch Beimischung von extraterrestrischem Material zu erklären. Ein möglicher Kandidat für den Einschlagskörper ist ein Asteroid mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie kohlige Chondriten; letztere besitzen die gleiche Chrom-Isotopenverteilung wie die KT- beziehungsweise KP-Grenzschicht. Da ein Komet vermutlich aus Wassereis und Staubteilchen besteht, deren Zusammensetzung den kohligen Chondriten ähnelt, ist auch ein Komet als eventueller Einschlagkörper nicht auszuschließen.

Klimaänderung

  Der Einschlag eines Meteoriten mit dem Durchmesser von mehreren Kilometern bewirkt eine gewaltige Explosion, die den Eintrag von Staubpartikeln in die Atmosphäre und eine dadurch bedingte weltweite Klimaänderung zur Folge haben kann. Durch die Abschwächung der Sonneneinstrahlung sinken die Temperaturen, das Pflanzenwachstum geht zurück - Auswirkungen, die sich auf die gesamte Nahrungskette übertragen. Es wird daher vermutet, dass das Aussterben der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit mit diesem Ereignis zusammenhängen könnte. Sollte sich allerdings bestätigen, dass die Entstehung des Chicxulub-Kraters zeitlich nicht mit dem Massenaussterben identisch ist, welches dem angenommenen KT-Impakt zugeordnet wird, ist fraglich, ob selbst Einschläge dieser Größenordnung ausreichen, um ein entsprechendes Massenaussterben zu verursachen. Die Klimaänderung könnte auch durch Veränderungen der Erdatmosphäre während einer Phase eines erhöhten Vulkanismus verursacht worden sein.

Es müsste dann eine andere Erklärung für das Massenaussterben am Ende der Kreidezeit, von dem vor allem die Saurier betroffen waren, gefunden werden. Die Ursachen für solche Ereignisse, die mehrmals in der Erdgeschichte auftraten, sind jedoch noch zu wenig erforscht. Man vermutet jedoch, dass der Einschlag nur das Ende bzw. den katastrophalsten Teil einer Ereigniskette darstellt, die zu dem Massenaussterben führte. Es könnte sich auch um eine vorausgehende Serie kleinerer Meteoriteneinschläge handeln, die in einer geologisch kurzen Zeitspanne die Erde trafen.

Ein anderes großes Massenaussterben, am Übergang zwischen Erdaltertum und Erdmittelalter (Paläozoikum und Mesozoikum), könnte ebenfalls durch einen Meteoriteneinschlag erklärt werden, den „PT-Impakt“ („Perm-Trias-Impakt“). Für diese Grenze wurden aber in den entsprechenden Gesteinsschichten bisher noch keine hohen Iridium-Anteile oder Isotopenanomalien festgestellt. Klimaänderungen beziehungsweise Klimakatastrophen (und infolgedessen das Massenaussterben) könnten natürlich auch Ursachen im Rahmen interner geodynamischer Prozesse auf der Erde haben, wie zum Beispiel erhöhte vulkanische Aktivitäten. Zumindest für die Perm-Trias-Grenze lässt sich eine extraterrestrische Ursache für das Massenaussterben derzeit nicht belegen.

Siehe auch

• Impakt
• Impaktkrater
• Durchschlagskraft von Meteoriten, Geschossen und anderen Impaktoren nach Newton
• Baptistina (Asteroid)

Literatur

• Smit J., Hertogen J. (1980) An extraterrestrial event at the Cretaceous-Tertiary boundary, Nature 285, 198-200.
• Alvarez L.W., Alvarez W., Asaro F., Michel H.V. (1980) Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction, Science 208, 1095-1108.
• Shukolyukov A., Lugmair G.W. (1998) Isotopic Evidence for the Cretaceous-Tertiary Impactor and Its Type, Science 282, 927-929.
• Keller G., Adatte T., Stinnesbeck W., Rebolledo-Vieyra M., Fucugauchi J. U., Kramar U., Doris Stüben D. Chicxulub impact predates the K-T boundary mass extinction (2004), Proceedings of the National Academy of Science of the USA (PNAS) Volume 101, Nummer 11, Seite 3753-3758. Artikel online auf den Seiten der PNAS.
• Harting, Markus: Zum Kreide/Tertiär-Übergang in NE-Mexiko: Geochemische Charakterisierung der Chicxulub-Impaktejekta. Dissertation an der Universität Karlsruhe, Fak. f. Bauingenieur-, Geo- und Umweltwissenschaften, 2004. Online auf den Seiten der Universität Karlsruhe
• Arenillas, I., Arz, J.A., Grajales-Nishimura, J.M., Murillo-Muñetón, G., Alvarez, W., Camargo-Zanoguera, A., Molina, E., Rosales-Domínguez, C. (2006) Chicxulub impact event is Cretaceous/Paleogene boundary in age: New micropaleontological evidence, Earth and Planetary Science Letters 249, 241-257.