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Als vor 66 Millionen Jahren ein stadtgroßer Asteroid auf die Erde einschlug, löschte er die Dinosaurier aus – und schickte laut neuen Forschungsergebnissen einen Monster-Tsunami um den Planeten.
Der etwa 14 Kilometer breite Asteroid hinterließ in der Nähe der mexikanischen Halbinsel Yucatan einen Einschlagskrater mit einem Durchmesser von etwa 100 Kilometern. Der direkte Treffer beendete nicht nur die Herrschaft der Dinosaurier, sondern löste auch ein Massensterben von 75 % der Tier- und Pflanzenwelt auf dem Planeten aus.
Als der Asteroid einschlug, löste er eine Reihe katastrophaler Ereignisse aus. Die globalen Temperaturen schwankten; Schwaden aus Aerosol, Ruß und Staub erfüllten die Luft; und Waldbrände begannen, als brennende Materialstücke, die durch den Aufprall gesprengt wurden, wieder in die Atmosphäre eintraten und herunterregneten. Innerhalb von 48 Stunden hatte ein Tsunami die Erde umkreist – und er war tausendmal energischer als moderne Tsunamis, die durch Erdbeben verursacht wurden.
Die Forscher machten sich daran, den Tsunami und seine Reichweite durch Modellierung besser zu verstehen. Sie fanden Beweise, die ihre Erkenntnisse über den Weg und die Kraft des Tsunamis stützen, indem sie 120 Ozeansedimentkerne aus der ganzen Welt untersuchten. Eine Studie, die die Ergebnisse detailliert beschreibt, wurde am Dienstag in der Zeitschrift American Geophysical Union Advances veröffentlicht.
Laut den Autoren ist es die erste globale Simulation des Tsunamis, der durch den Chicxulub-Einschlag verursacht wurde und in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wird.
Laut der Studie war der Tsunami stark genug, um über eine Meile hohe Wellen zu erzeugen und den Meeresboden Tausende von Kilometern entfernt von der Stelle zu durchkämmen, an der der Asteroid einschlug. Es löschte effektiv die Sedimentaufzeichnung dessen, was vor dem Ereignis passiert ist, sowie während es.
„Dieser Tsunami war stark genug, um Sedimente in Ozeanbecken auf der halben Welt zu stören und zu erodieren und entweder eine Lücke in den Sedimentaufzeichnungen oder ein Durcheinander älterer Sedimente zu hinterlassen“, sagte die Hauptautorin Molly Range, die als Studentin mit der Arbeit an der Studie begann Studentin und fertigte sie für ihre Masterarbeit an der University of Michigan an.
Forscher schätzen, dass der Tsunami bis zu 30.000 Mal energischer war als der Tsunami im Indischen Ozean vom 26. Dezember 2004, einer der größten seit Beginn der Aufzeichnungen, der mehr als 230.000 Menschen tötete. Die Energie des Asteroideneinschlags war mindestens 100.000-mal größer als die des Tonga-Vulkanausbruchs Anfang dieses Jahres.
Brandon Johnson, Co-Autor der Studie und außerordentlicher Professor an der Purdue University, verwendete ein großes Computerprogramm namens Hydrocode, um die ersten 10 Minuten des Aufpralls von Chicxulub zu simulieren, einschließlich der Bildung des Kraters und des Beginns des Tsunamis.
Er berücksichtigte die Größe des Asteroiden und seine Geschwindigkeit, die sich schätzungsweise mit 26.843 Meilen pro Stunde (43.200 Kilometer pro Stunde) bewegte, als er auf die Granitkruste und die seichten Gewässer der Halbinsel Yucatan traf.
Weniger als drei Minuten später drückten Felsen, Sedimente und andere Trümmer eine Wasserwand vom Aufprall weg und erzeugten laut Simulation eine 4,5 Kilometer hohe Welle. Diese Welle ließ nach, als explodiertes Material auf die Erde zurückfiel.
Aber als die Trümmer fielen, erzeugten sie noch chaotischere Wellen.
Zehn Minuten nach dem Aufprall begann eine etwa eine Meile hohe ringförmige Welle von einem Punkt, der 220 Kilometer vom Aufprall entfernt war, in alle Richtungen über den Ozean zu wandern.
Diese Simulation wurde dann in zwei verschiedene globale Tsunami-Modelle, MOM6 und MOST, eingegeben. Während MOM6 zur Modellierung von Tiefsee-Tsunamis verwendet wird, ist MOST Teil der Tsunami-Vorhersage in den Tsunami-Warnzentren der National Oceanic and Atmospheric Administration.
Beide Modelle lieferten fast die gleichen Ergebnisse und erstellten für das Forschungsteam eine Zeitachse des Tsunamis.
Eine Stunde nach dem Aufprall war der Tsunami über den Golf von Mexiko hinaus in den Nordatlantik gewandert. Vier Stunden nach dem Aufprall passierten die Wellen den Zentralamerikanischen Seeweg und mündeten in den Pazifischen Ozean. Der Mittelamerikanische Seeweg trennte einst Nord- und Südamerika.
Innerhalb von 24 Stunden drangen die Wellen von beiden Seiten in den Indischen Ozean ein, nachdem sie den Pazifik und den Atlantik überquert hatten. Und 48 Stunden nach dem Aufprall hatten große Tsunami-Wellen die meisten Küsten der Erde erreicht.
Die Unterwasserströmung war im Nordatlantik, im Mittelamerikanischen Seeweg und im Südpazifik am stärksten und überschritt 0,4 Meilen pro Stunde (643 Meter pro Stunde), was stark genug ist, um Sedimente auf dem Meeresboden wegzusprengen.
In der Zwischenzeit waren der Indische Ozean, der Nordpazifik, der Südatlantik und das Mittelmeer mit geringeren Unterwasserströmungen vor dem schlimmsten Tsunami geschützt.
Das Team analysierte Informationen aus 120 Sedimenten, die größtenteils aus früheren wissenschaftlichen Ozeanbohrprojekten stammten. Es gab mehr intakte Sedimentschichten in den Gewässern, die vor dem Zorn des Tsunami geschützt waren. Unterdessen gab es Lücken in den Sedimentaufzeichnungen für den Nordatlantik und den Südpazifik.
Die Forscher waren überrascht, als sie feststellten, dass Sedimente an der Ostküste der Nord- und Südinsel Neuseelands durch mehrere Lücken stark gestört waren. Ursprünglich dachten die Wissenschaftler, dass dies auf die Aktivität der tektonischen Platten zurückzuführen sei.
Das neue Modell zeigt jedoch, dass sich die Sedimente direkt in der Bahn des Chicxulub-Tsunami befinden, obwohl sie 12.000 Kilometer entfernt sind.
„Wir glauben, dass diese Ablagerungen die Auswirkungen des Einschlag-Tsunamis aufzeichnen, und dies ist vielleicht die aufschlussreichste Bestätigung der globalen Bedeutung dieses Ereignisses“, sagte Range.
Während das Team die Auswirkungen des Tsunamis auf Küstenüberschwemmungen nicht abschätzte, zeigt das Modell, dass die nordatlantischen Küstenregionen und die südamerikanische Pazifikküste wahrscheinlich von Wellen getroffen wurden, die höher als 20 Meter waren. Die Wellen nahmen nur zu, als sie sich dem Ufer näherten, und verursachten Überschwemmungen und Erosion.
Zukünftige Forschungen werden das Ausmaß der globalen Überschwemmungen nach dem Aufprall modellieren und wie weit im Landesinneren die Auswirkungen des Tsunamis zu spüren sein könnten, so Brian Arbic, Mitautor der Studie, Professor an der University of Michigan und physikalischer Ozeanograph.
„Offensichtlich wären die größten Überschwemmungen am nächsten an der Einschlagstelle gewesen, aber selbst weit entfernt waren die Wellen wahrscheinlich sehr groß“, sagte Arbic.