Zündungsschwelle von Feuern durch Einschläge

31.08.2004 - Als vor 65 Millionen Jahren ein riesiger Asteroid auf der Erde einschlug, löste dies eine Kettenreaktion aus, welche die Dinosaurier sowie 75% aller Arten auf der Erde aussterben ließ.

Einer der verwüstenden Aspekte des Ereignisses war es, dass heiße Rückstände auf die Erde regneten und enorme Waldbrände auf dem ganzen Planeten verursachten. Wissenschaftler des Southwest Research Institute haben ein Modell entwickelt, das berechnet, wie groß ein Einschlag sein muss, um solche Waldbrände auszulösen. Ein Einschlagskrater mit einem Durchmesser von 85 km würde wahrscheinlich Waldbrände auf einen ganzen Kontinent auslösen, ein Krater mit einem Durchmesser von 135km könnte Feuer auf der ganzen Welt entfachen.

Wissenschaftler folgern, dass vor 65 Millionen Jahren ein 10 Kilometer großer Asteroid auf der heutigen Yucatán Halbinsel eingeschlagen ist und den Chicxulub Einschlagskrater zurückließ, was eine Kettenreaktion von katastrophalen Ereignissen in Bewegung setze, in dessen Folge die Dinosaurier sowie 75% allem Lebens, dass in der späten Kreidezeit existierte, ausgestorben ist.

"Der Einschlag eines mehrere Kilometer großen Asteroiden oder Kometen, bringt eine Umweltkatastrophe nach der anderen für die Welt mit sich," sagt Dr. Daniel Durda, ein senior research scientist am Southwest Research Institute (SwRI). "Ein Aspekt der Verwüstung durch große Einschläge ist die Möglichkeit von globalen Waldbränden, die vom Material das aus dem Krater geschleudert wird und dann Stunden später wieder in die Atmosphäre eintritt, verursacht werden."

Große Einschläge können tausende von Kubik-Kilometern verdunstetes Material des Einschlagsobjekts und Gestein aus der Einschlagsgegend in die Atmosphäre und darüber hinaus schleudern, das sich im Weltraum ausdehnt und den ganzen Planeten überzieht. Dieses energiereiche, dampfförmige Material tritt wieder in die Atmosphäre ein und heizt die Luft soweit auf, dass die Bodenvegetation spontan in Flammen ausbrechen kann.

"Im Jahr 2002 haben wir den Chicxulub Einschlag untersucht um die Ausbreitung und Verteilung der dadurch verursachten Feuer zu bestimmen," sagt Durda. Diese Kollision während des Übergangs von zwei geologischen Epochen, der Kreidezeit, als die Dinosaurier den Planeten beherschten und dem Tertiär, als die Säugetiere die Oberhand gewannen, hat einen Krater von 40 Kilometern Tiefe und 180 Kilometern Durchmesser hinterlassen.

"Wir haben bemerkt, dass die Waldbrände global waren und mehrere Kontinete bedeckten, aber nicht die gesamte Erde," fährt Durda weiter fort. "Das läßt vermuten, dass der Chicxulub Einschlag möglicherweise nah an der Grenzgröße lag, die notwendig ist, um globale Feuer auszulösen, und forderte uns auf zu fragen 'Welche Einschlagsgröße ist notwendig um weitverbreitete Feuer auszulösen?'"

In einer neuen Studie haben Durda und Dr. David Kring, ein Assistenzprofessor am University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory, eine Theorie über die Zündungsschwelle von Feuern, verursacht durch Einschläge, in der Ausgabe vom 20. August 2004 des Journal of Geophysical Research veröffentlicht. Ihre Forschungen deuten darauf hin, dass Einschläge, die zumindestens 85 Kilometer große Krater produzieren, Feuer auf ganzen Kontinenten verursachen können, während mindestens 135 Kilometer große Einschlagskrater benötigt werden, um globale Feuer auszulösen.

Um die Grenzgröße für einen Einschlag zu berechnen, die notwendig ist für globale Auswirkungen mit verschiedenen Typen von Vegetation, haben Durda und Kring zwei verschiedene, aber verbundene, numerische Codes benutzt um herauszufinden wie sich die Rückstände, die wieder in die Atmosphäre eintreten verteilen und wie hoch die kinetische Energie die sie der Atmosphäre mitgeben ist.

Sie haben auch die Schwellentemperaturen sowie Einwirkzeiten bestimmt, die notwendig sind zur Entzündung von grünem Holz, Holz in Gegenwart einer Entzündungsquelle (wie etwa einem Blitz, was in den staubbeladenen Himmeln nach einem Einschlag allgegenwärtig sein würde) und vertrocknetem Holz, Blättern und anderem Abfall in Wäldern.

"Der Chicxulub Einschlag ist bisher der einzige Einschlag der bekannt ist, der Waldbrände auf dem ganzen Planeten ausgelöst hat," bemerkt Kring. "Die Manicouagan (Canada) und Popigai (Russia) Einschläge haben jedoch Feuer auf ganzen Kontinenten ausgelöst. Der Manicouagan Einschlag war im späten Trias, und der Popigai Einschlag im späten Eozän. Keiner der beiden Ereignisse wurde bisher jedoch in einen engen Zusammenhang mit dem Massensterben zu diesen Zeiten in Verbindung gebracht. "

Kring befindet sich derzeit auf dem International Geological Congress in Florence, Italien, und hält einen Vortrag über den Chicxulub Einschlag und seinen Einfluss auf das Massensterben während des Übergangs von der Kreidezeit zum Tertiär. Durda steht für Fragen im SwRI offices in Boulder, Colorado zur Verfügung.

Autor: Frank Erhardt