Algenblüte durch Asteroideneinschlag

Der Asteroid, der wahrscheinlich das Aussterben der Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren verursachte, löste eine starke globale Abkühlung und eine ausgeprägte Algenblüte aus, die auch in marinen Ökosystemen ein Massenaussterben verursachte. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie von Forschenden des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) und des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums Frankfurt SBiK-F). Die Forscher*innen simulierten die Produktivität des Ozeans vor und nach dem Asteroideneinschlag – die Simulationen zeigen eine kurzzeitige globale Algenblüte, die eine siebenmal höhere Produktivität erreichte als vor dem Einschlag. Da die Algen wahrscheinlich Giftstoffe produzierten, könnte ihre Zunahme zum Aussterben von Arten im Ozean beigetragen haben.

„Der Einschlag eines großen Asteroiden in der Nähe von Chicxulub, Mexiko, wird zunehmend als Auslöser für das Aussterben der Dinosaurier anerkannt. Er verursachte eine globale Finsternis und eine ausgeprägte Abkühlung”, erklärt Dr. Julia Brugger, Erstautorin der in den Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie und jetzt am Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum Frankfurt. „Die genauen Zusammenhänge zwischen dem Einschlag und den Veränderungen in der marinen Biosphäre sind jedoch noch nicht abschließend geklärt. Mit einem verbesserten Erdsystemmodell, das simulieren kann, wie die Meeresbiosphäre auf Veränderungen des Klimas und der Nährstoffversorgung reagiert, konnten wir nun erstmals zeigen, dass der Asteroideneinschlag eine relativ kurzlebige, aber ausgeprägte Algenblüte verursacht hat – das ist ein wichtiger neuer Aspekt, der uns hilft zu verstehen, was nach dem Chicxulub-Einschlag passiert ist.”

Nach dem gewaltigen Einschlag des Asteroiden änderte sich die Ozeanzirkulation dramatisch. Staub und Sulfataerosole, die durch den Einschlag hoch in die Atmosphäre geschleudert wurden, blockierten einen Großteil des Sonnenlichts. Infolgedessen kühlte sich das Oberflächenwasser ab, wurde dichter und schwerer. Während diese kälteren Wassermassen in die Tiefe sanken, stieg wärmeres, nährstoffreiches Wasser aus tieferen Meeresschichten an die Meeresoberfläche.

„Gleichzeitig wurden essentielle Nährstoffe, insbesondere Eisen, auch aus der Atmosphäre in den Ozean gebracht, nämlich durch den Staub, der durch den Einschlag des eisenreichen Asteroiden in die Luft geblasen wurde und zu massiven, kurzlebigen Algenblüten führte”, erklärt PIK-Wissenschaftler Dr. rer. nat. habil. Georg Feulner. „In unseren Simulationen sinkt die Produktivität im Ozean, also die von den Algen produzierte Biomasse, in den drei Jahren nach dem Einschlag wegen des fehlenden Lichts und der Kälte fast auf Null. Sobald das Licht zurückkommt, erreicht die Biomasseproduktion kurz einen Höhepunkt mit einem Maximalwert, der etwa um den Faktor sieben höher ist als vor dem Einschlag.” Obwohl die Spitze nur wenige Jahre anhält, bleibt die erhöhte Produktivität die nächsten Jahrzehnte und Jahrhunderte bestehen und kehrt erst nach etwa 500 Jahren auf das Niveau vor dem Einschlag zurück.

Julia Brugger ergänzt: „Es ist wahrscheinlich, dass die Algenblüten giftige Substanzen produzierten, die zu massiven Veränderungen des Lebens im Ozean führten.” Im Zusammenspiel mit den verschiedenen anderen schwerwiegenden Auswirkungen des Einschlags wie der plötzlichen und starken Abkühlung, der Dunkelheit, den Waldbränden und der moderaten Ozeanversauerung liefert die Studie weitere Hinweise darauf, dass der Asteroideneinschlag nicht nur zum Massenaussterben der Dinosaurier, sondern auch vieler mariner Arten beigetragen hat.

„Diese Studie der Erdvergangenheit birgt eine Lehre für den Verlust der Biodiversität heute”, sagt Georg Feulner. „Vor 66 Millionen Jahren verursachte der Chicxulub-Einschlag rasche Umweltstörungen und setzte die Biosphäre der Erde einer Vielzahl von Belastungen aus, die schließlich zu einem großen Massenaussterben führten. Obwohl die Treiber der gegenwärtigen globalen Erwärmung und der modernen Biodiversitätskrise ganz andere sind, kann uns die Vergangenheit lehren, wie eine Kombination von gleichzeitigen Belastungen das Leben auf der Erde schwer schädigen kann. Glücklicherweise haben wir immer noch die Chance, den vom Menschen verursachten Klimawandel und den Verlust der biologischen Vielfalt zu stoppen.”