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Artensterben durch Gammastrahlenausbrüche
07. April 2005. Ein durch die Explosion eines Sterns erzeugter Gammastrahlenausbruch könnte auf der Erde vor einigen 100 Millionen Jahren das Aussterben vieler Tierarten verursacht haben. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler der Universität Kansas.


Künstlerische Darstellung von Sedna (Quelle: NASA). Vergrößerung (66k)

Die Wissenschaftler errechneten, dass die Gammastrahlung einer relativ nahen Sternenexplosion in nur 10 Sekunden die Hälfte der schützenden Ozonschicht zerstören könnte. Die natürliche Regeneration der Ozonschicht würde anschließend mindestens fünf Jahre dauern. In dieser Zeit könnte die ultraviolette Strahlung der Sonne die Oberfläche erreichen und Lebewesen und Pflanzen auf dem Land und in den oberen Schichten von Meeren und Ozeanen töten.

Gammastrahlenausbrüche sind in der Milchstraße in der Tat selten, aber Wissenschaftler schätzen, dass in den vergangenen Milliarden Jahren mindestens ein Ausbruch in der Nähe der Erde stattgefunden hat. Leben auf der Erde ist vor etwa 3,5 Milliarden Jahren entstanden.

„Ein Gammastrahlenausbruch in einem Umkreis von 6000 Lichtjahren von der Erde hätte katastrophale Folgen für das Leben auf der Erde,“ sagte Dr. Adrian Melott von der University of Kansas. „Wir wissen nicht genau, wann ein solcher Ausbruch passierte, aber wir sind ziemlich sicher, dass es ihn gegeben hat – und das er Spuren hinterlassen hat. Was uns am meisten überrascht hat, ist die Tatsache, dass ein Ausbruch von nur 10 Sekunden Dauer eine so starke Auswirkung auf die Ozonschicht haben kann.“

Gammastrahlenausbrüche gehören zu den gewaltigsten Explosionen im Universum. Die meisten von ihnen stammen aus entfernten Galaxien, und ein großer Prozentsatz entsteht durch Explosionen von Sternen, die mindestens die 15-fache Masse der Sonne besitzen. Ein Ausbruch verursacht zwei entgegengesetzte Gammastrahlenbündel, die durch den Weltraum jagen.

Brian Thomas, Doktorand und Autor der Arbeit, schätzt, dass ein Artensterben vor 450 Millionen Jahren, bei dem 60 Prozent aller wirbellosen Meerestiere ausstarben, durch Gammastrahlung verursacht worden sein könnte. Damals gab es hauptsächlich in den Ozeanen Leben, an Land existierten hauptsächlich primitive Pflanzen.

Die Wissenschaftler berechneten den Effekt eines nahen Gammastrahlenausbruchs auf die Atmosphäre der Erde. Gammastrahlung, eine hochenergetische Form des Lichts, kann molekularen Stickstoff (N2) in seine Atome zerlegen, die mit molekularem Sauerstoff (O2) reagieren und Stickoxid (NO) erzeugen. Dieses zerstört das wichtige Ozon (O3) und produziert daraus Stickstoffdioxid (NO2). NO2 reagiert dann mit atomarem Sauerstoff und bildet wieder NO. Mehr NO in der Atmosphäre bedeutet eine vermehrte Ozonvernichtung. Computersimulationen zeigen, dass innerhalb von wenigen Wochen die Hälfte der Ozonschicht zerstört werden kann. Fünf Jahre später ist der Ozongehalt immer noch mindestens 10 Prozent unter dem Ausgangswert.

Anschließend kalkulierten die Wissenschaftler die Auswirkungen der UV-Strahlung auf Lebewesen. Lebewesen, die sich einige Meter unter der Wasseroberfläche befinden, sind nicht betroffen. Plankton und andere Lebewesen die sich nahe der Oberfläche aufhalten, würden nicht überleben. Das Plankton ist die Grundlage der Nahrungskette in den Weltmeeren.

Dr. Bruce Liebermann, ein Paläontologe an der University of Kansas, hatte die Idee, dass ein Gammastrahlenausbruch das Massensterben vor 450 Millionen Jahren ausgelöst haben könnte. Eine Eiszeit ist ein anderer möglicher Kandidat für das Massensterben. Es ist auch möglich, dass eine Eiszeit durch einen Gammastrahlenausbruch ausgelöst wurde.

„Eine unbekannte Variable ist die Häufigkeit von Gammastrahlenausbrüchen in der Milchstraße,“ sagte Thomas. „Die Ausbrüche, die wir heute entdecken passierten vor Milliarden von Jahren in ebenso großer Entfernung, vor der Entstehung der Erde. Bei Milliarden von Sternen in der Milchstraße ist die Wahrscheinlichkeit recht hoch, dass ein massiver Stern in der Nähe der Erde explodierte.“ Die laufende NASA-Mission Swift wird bei der Bestimmung der Explosionsrate behilflich sein.

Quelle: NASA zur Startseite...
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