Ein Mosaikbild des Asteroiden Bennu, erstellt durch Beobachtungen der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx (Bildnachweis: NASA/Goddard/University of Arizona)
Was würde passieren, wenn die Erde von einem weiteren katastrophalen Asteroiden getroffen würde?
Während ein solches Ereignis verheerend wäre, fragten sich Forscher des IBS Center for Climate Physics (ICCP) an der Pusan National University in Südkorea, wie sich das Klima und die Ökosysteme der Erde nach einem solchen Einschlag verändern könnten. Sie berechneten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Asteroid Bennu, der etwa so groß wie das Empire State Building ist, im September 2182 mit unserem Planeten zusammenstößt, sehr gering ist, nämlich etwa 1:2700, also 0,037 %, um genau zu sein. Bennu war das Ziel der Asteroiden-Probenentnahme-Mission OSIRIS-REx der NASA, die im Oktober 2020 kurz auf dem Weltraumfelsen landete, um über vier Unzen Material zu sammeln, und diese Probe dann zur Erde zurückbrachte, um im September 2023 in der Wüste von Utah zu landen.
Die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags von Bennu auf der Erde mag zwar alarmierend klingen, ist aber nicht völlig unerwartet. „Im Durchschnitt kollidieren mittelgroße Asteroiden etwa alle 100-200 Tausend Jahre mit der Erde. Das bedeutet, dass unsere frühen menschlichen Vorfahren einige dieser planetenverschiebenden Ereignisse bereits erlebt haben könnten, mit möglichen Auswirkungen auf die menschliche Evolution und sogar auf unsere eigene genetische Ausstattung“, so Axel Timmermann, Professor am IBS und einer der Autoren der Studie, in einer Erklärung.
Während sich einige über die geringe Einschlagswahrscheinlichkeit von Bennu Sorgen machen, haben die IBS-Forscher fortschrittliche Klimamodelle und den Supercomputer Aleph eingesetzt, um herauszufinden, was danach passieren würde.
„Abhängig von den Kollisionsparametern könnte ein Einschlag eines mittelgroßen Asteroiden auf der Erde regionale bis großflächige Verwüstungen verursachen“, schreiben Timmermann und sein Kollege Lan Dai in ihrer Studie. „Neben den unmittelbaren Auswirkungen wie Wärmestrahlung, Erdbeben und Tsunamis hätte ein Asteroideneinschlag auch lang anhaltende klimatische Auswirkungen, indem er große Mengen an Aerosolen und Gasen in die Atmosphäre emittiert.“
Vorangegangene Studien haben sich eingehend mit den Folgen des viel größeren Asteroiden Chicxulub befasst, der vor etwa 66 Millionen Jahren einschlug und wahrscheinlich für das Massenaussterben der Dinosaurier verantwortlich war. Aber es war nicht der Einschlag, der die verheerendsten Auswirkungen hatte: Der 10 km breite Asteroid schleuderte enorme Mengen an Staub, Ruß und Schwefel in die Atmosphäre, was zu einem globalen „Einschlagswinter“ führte.
„Weniger Aufmerksamkeit wurde den Auswirkungen mittelgroßer Asteroidenkollisionen gewidmet, die weitaus häufiger sind als die ‚Planetenkiller‘-Asteroiden, aber dennoch deutliche globale Folgen haben können“, schreiben Dai und Timmermann.
Die Auswirkungen, die übermäßige Staubmengen auf das Klima haben können, hängen von mehreren Faktoren ab: wie viel Staub in die Erdatmosphäre gelangt, wo er „eingedüst“ wird und wie lange er dort verweilt.
Nachdem die Forscher mehrere Szenarien mit ihrem Modell durchgespielt hatten, fanden sie heraus, dass das Einbringen von etwa 100-400 Millionen Tonnen Staub in die Atmosphäre dramatische Störungen des Klimas verursachen, die Chemie der Erdatmosphäre verändern und die globale Photosynthese für mehrere Jahre nach dem Aufprall verringern würde.
„Der abrupte Wintereinbruch würde ungünstige Klimabedingungen für das Wachstum von Pflanzen schaffen, was zu einem anfänglichen Rückgang der Photosynthese in terrestrischen und marinen Ökosystemen um 20-30 % führen würde“, so Dai in einer Erklärung. „Dies würde wahrscheinlich zu massiven Störungen der globalen Ernährungssicherheit führen.“
Eine Illustration eines großen Asteroiden, der auf der Halbinsel Yucatan in Mexiko mit der Erde kollidierte. Es wird angenommen, dass dieser Einschlag vor etwa 65 Millionen Jahren zum Tod der Dinosaurier führte (Bildnachweis: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images).
Im extremsten Szenario könnte die durch den Staub verursachte Verdunkelung der Sonne den Planeten um bis zu 4 Grad Celsius (39 Grad Fahrenheit) abkühlen, die weltweiten Niederschläge um 15 % verringern und die Ozonschicht um etwa 32 % abbauen – und diese Auswirkungen könnten je nach Region noch schlimmer sein.
Dies war nicht völlig unerwartet, aber das Duo war überrascht, dass die Ozeandaten aus ihren Simulationen zeigten, dass sich Plankton schneller erholen könnte als Landpflanzen. Anstelle des schnellen Rückgangs und der langsamen zweijährigen Erholung an Land erholte sich das Plankton im Ozean innerhalb von sechs Monaten und wuchs danach sogar über das normale Maß hinaus.
„Wir waren in der Lage, diese unerwartete Reaktion auf die Eisenkonzentration im Staub zu verfolgen“, so Timmerman. Das liegt daran, dass Eisen ein wichtiger Nährstoff für Algen ist.
Die obere Erdkruste enthält etwa 3,5 % Eisen, und der beim Einschlag entstehende Staub würde diese Nährstoffe in den Ozean tragen, zusammen mit zusätzlichem Eisen, das der Asteroid mit sich führen könnte.
„Je nach dem Eisengehalt des Asteroiden und des terrestrischen Materials, das in die Stratosphäre geschleudert wird, können die ansonsten nährstoffarmen Regionen mit bioverfügbarem Eisen angereichert werden, was wiederum eine beispiellose Algenblüte auslöst“, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie.
„Die simulierte übermäßige Phytoplankton- und Zooplanktonblüte könnte ein Segen für die Biosphäre sein und dazu beitragen, die sich abzeichnende Ernährungsunsicherheit im Zusammenhang mit dem länger anhaltenden Rückgang der terrestrischen Produktivität zu lindern“, fügte Dai hinzu.
Die Welt würde sich nach einem solchen Ereignis zweifellos verändern, wobei eine rasche Abkühlung und ein Zusammenbruch der Ökosysteme das Überleben zu einer Herausforderung machen würden. Das Verständnis dieser möglichen Auswirkungen könnte jedoch dazu beitragen, die Menschheit auf diese mögliche Zukunft vorzubereiten.
„Unsere simulierten klimatischen und ökologischen Reaktionen auf Staubinjektionen durch Kollisionen mittelgroßer Asteroiden bilden die Grundlage, um die möglichen Auswirkungen abrupter Ereignisse auf das Leben auf dem Planeten zu quantifizieren“, schlussfolgerten sie.
Die Studie „Climatic and ecological responses to Bennu-type asteroid collisions“ (Klimatische und ökologische Reaktionen auf Kollisionen mit Asteroiden vom Typ Bennu) wurde am 5. Februar in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
