Das Aussterben in der Kreidezeite

​Das Aussterben der Kreide – Paläogene (K-Pg), auch bekannt als das Aussterben der Kreide – Tertiär (K-T), war ein plötzliches Massensterben von etwa drei Vierteln der Pflanzen- und Tierarten auf der Erde, vor etwa 66 Millionen Jahren. Mit Ausnahme einiger ektopischer Arten wie der Lederschildkröte und Krokodilen sind keine Tetrapoden mit einem Gewicht von mehr als 25 Kilogramm erhalten. Es markierte das Ende der Kreidezeit und damit die gesamte mesozoische Ära und eröffnete die känozoische Ära, die bis heute andauert.

In der geologischen Aufzeichnung ist das K-Pg-Ereignis durch eine dünne Sedimentschicht namens K-Pg-Grenze gekennzeichnet, die weltweit in marinen und terrestrischen Gesteinen zu finden ist. Der Grenzton zeigt hohe Konzentrationen des Metalls Iridium, das in der Erdkruste selten ist, aber reich an Asteroiden.

Wie ursprünglich 1980 von einem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Luis Alvarez und seinem Sohn Walter Alvarez vorgeschlagen, wird heute allgemein angenommen, daß das Aussterben von K-Pg durch die Auswirkungen eines massiven Kometen oder Asteroiden von 10 bis 15 km Breite, vor 66 Millionen Jahren, verursacht wurde, der die globale Umwelt verwüstete, hauptsächlich durch einen anhaltenden Winter, der die Photosynthese in Pflanzen und Plankton stoppte. Die Wirkungshypothese, auch bekannt als die Alvarez-Hypothese, wurde durch die Entdeckung des 180 Kilometer breiten Chicxulub-Kraters im Golf von Mexikos Halbinsel Yucatán Anfang der 90er Jahre gestützt, was einen eindeutigen Beweis dafür lieferte, daß der K-Pg-Grenzton Trümmer aus einem Asteroideneinschlag darstellte. Die Tatsache, daß die Ausrottungen gleichzeitig stattfanden, liefert starke Hinweise darauf, daß sie durch den Asteroiden verursacht wurden. Ein Bohrprojekt 2016 in den Chicxulub-Spitzenring bestätigte, daß der Spitzenring aus Granit bestand, der innerhalb weniger Minuten aus der Tiefe der Erde ausgestoßen wurde, aber kaum Gips enthielt, das in der Region übliche sulfathaltige Meeresbodengestein: Der Gips wäre verdampft und als Aerosol in die Atmosphäre verteilt worden, was längerfristige Auswirkungen auf Klima und Nahrungskette hätte.

Andere ursächliche oder beitragende Faktoren für das Aussterben könnten die Dekkan-Fallen und andere Vulkanausbrüche, der Klimawandel und der Meeresspiegelanstieg gewesen sein.

Im Aussterben von K-Pg ist eine Vielzahl von Arten umgekommen, die bekannteste sind die nicht-avischen Dinosaurier. Es zerstörte auch eine Vielzahl anderer terrestrischer Organismen, darunter bestimmte Säugetiere, Pterosaurier, Vögel, Eidechsen, Insekten und Pflanzen. In den Ozeanen tötete das Aussterben von K-Pg Plesiosaurier und die riesigen Meeresechsen (Mosasauridae) sowie verwüstete Fische, Haie, Weichtiere (insbesondere Ammoniten, die ausgestorben sind) und viele Planktonarten. Es wird geschätzt, daß 75% oder mehr aller Arten auf der Erde verschwunden sind. Doch das Aussterben bot auch evolutionäre Möglichkeiten: Viele Gruppen erlebten im Anschluss daran eine bemerkenswerte adaptive Strahlung – plötzliche und produktive Divergenz in neue Formen und Arten innerhalb der gestörten und geleerten ökologischen Nischen. Insbesondere Säugetiere, die im Paläogen diversifiziert sind, entwickeln neue Formen wie Pferde, Wale, Fledermäuse und Primaten. Vögel, Fische und vielleicht auch Eidechsen strahlten aus.

Das K-Pg-Aussterbben war schwerwiegend, global, schnell und selektiv und eliminierte eine große Anzahl von Arten. Basierend auf Meeresfossilien wird geschätzt, daß 75% oder mehr aller Arten ausgestorben sind[].

Das Ereignis scheint alle Kontinente gleichzeitig betroffen zu haben. Nicht-avische Dinosaurier zum Beispiel sind aus dem Maastrichtischen von Nordamerika, Europa, Asien, Afrika, Südamerika und der Antarktis bekannt, aber vom Känozoikum überall auf der Welt unbekannt. Ebenso zeigt der fossile Pollen die Verwüstung der Pflanzengemeinschaften in Gebieten, die bis nach New Mexico, Alaska, China und Neuseeland reichen.

 

Trotz der Schwere des Ereignisses gab es erhebliche Unterschiede in der Aussterberate zwischen und innerhalb verschiedener Klassen. Arten, die von der Photosynthese abhängig waren, gingen zurück oder erloschen, da atmosphärische Partikel das Sonnenlicht blockierten und die Sonnenenergie, die auf den Boden gelangt, reduzierten. Dieses Aussterben der Pflanzen verursachte eine große Umbildung der dominanten Pflanzengruppen. Allesfresser, Insektenfresser und Aasfresser überlebten das Aussterbeereignis, vielleicht wegen der erhöhten Verfügbarkeit ihrer Nahrungsquellen. Keine rein pflanzenfressenden oder fleischfressenden Säugetiere scheinen überlebt zu haben. Vielmehr ernährten sich die überlebenden Säugetiere und Vögel von Insekten, Würmern und Schnecken, die sich wiederum von Detritus (tote Pflanzen- und Tierwelt) ernährten.

 Extinktionsmuster

In Bachgemeinden sind nur wenige Tiergruppen ausgestorben, da diese weniger direkt auf Nahrung von lebenden Pflanzen angewiesen sind, sondern vielmehr auf aus dem Land eingewaschene Ablagerungen, die sie vor dem Aussterben schützen. Ähnliche, aber komplexere Muster wurden in den Ozeanen gefunden. Das Aussterben war bei den in der Wassersäule lebenden Tieren stärker ausgeprägt als bei den auf oder im Meeresboden lebenden Tieren. Die Tiere in der Wassersäule sind fast ausschließlich auf die Primärproduktion von lebendem Phytoplankton angewiesen, während die Tiere auf dem Meeresboden immer oder manchmal von Detritus fressen. Coccolithophoriden und Weichtiere (einschließlich Ammoniten, Rudisten, Süßwasserschnecken und Muscheln) und diejenigen Organismen, deren Nahrungskette diese Muschelbauer umfasste, starben aus oder erlitten schwere Verluste. Zum Beispiel wird angenommen, daß Ammoniten die Hauptnahrung der Mosasaurier waren, einer Gruppe von riesigen Meeresreptilien, die an der Grenze ausgestorben sind. Die größten Überlebenden des Ereignisses, Krokodile und Champsosaurier, waren halb-aquatisch und hatten Zugang zu Detritus. Moderne Krokodile können als Aasfresser leben und monatelang ohne Nahrung überleben, und ihre Jungen sind klein, wachsen langsam und ernähren sich in den ersten Jahren weitgehend von Wirbellosen und toten Organismen. Diese Eigenschaften wurden mit dem Überleben des Krokodils am Ende der Kreide verbunden.

Nach dem Aussterben von K-Pg benötigte die Biodiversität trotz der Existenz zahlreicher leerer ökologischer Nischen viel Zeit zur Erholung.

 

Mikrobiota

Die K-Pg-Grenze stellt einen der dramatischsten Umsätze in der fossilen Aufzeichnung für verschiedene kalkhaltige Nanoplanktonarten dar, die die Kalziumablagerungen bildeten, nach denen die Kreide benannt ist. Der Umsatz in dieser Gruppe ist auf der Ebene der Arten deutlich ausgeprägt. Die statistische Analyse der Meeresverluste zu diesem Zeitpunkt deutet darauf hin, daß der Rückgang der Vielfalt mehr durch einen starken Anstieg der Aussterbensereignisse als durch einen Rückgang der Artenzahl verursacht wurde. Der K-Pg-Grenzwertdatensatz von Dinoflagellaten ist nicht so gut verstanden, vor allem, weil nur mikrobielle Zysten einen fossilen Datensatz liefern, und nicht alle Dinoflagellatenarten haben Zystenbildungsstadien, was wahrscheinlich dazu führt, daß die Vielfalt unterschätzt wird. Neuere Studien zeigen, daß es keine größeren Verschiebungen der Dinoflagellaten durch die Grenzschicht gab.

 

Radiolarien haben zumindest seit dem Ordovizium eine geologische Aufzeichnung hinterlassen, und ihre mineralischen fossilen Skelette können über die Grenze von K-Pg verfolgt werden. Es gibt keine Hinweise auf ein Massensterben dieser Organismen, und es gibt Unterstützung für eine hohe Produktivität dieser Arten in den südlichen hohen Breitengraden als Folge der Abkühltemperaturen im frühen Paläozän. Etwa 46% der Kieselalgenarten überlebten den Übergang von der Kreide zum Paläozän, ein signifikanter Artenumsatz, aber kein katastrophales Aussterben.

 

Das Auftreten von planktonischen Foraminiferen über die K-Pg-Grenze hinweg wurde seit den 1930er Jahren untersucht. Die Forschung, die durch die Möglichkeit eines Impact-Ereignisses an der K-Pg-Grenze angestoßen wurde, führte zu zahlreichen Publikationen, in denen das planktonische foraminifere Aussterben an der Grenze detailliert beschrieben wurde; es gibt jedoch eine laufende Debatte zwischen Gruppen, die der Meinung sind, daß die Beweise auf ein substanzielles Aussterben dieser Arten an der K-Pg-Grenze hinweisen, und denen, die glauben, daß die Beweise mehrere Aussterben und Erweiterungen durch die Grenze unterstützen.

 

Zahlreiche Arten benthischer Foraminiferen sind während des Ereignisses ausgestorben, vermutlich weil sie auf organische Ablagerungen für Nährstoffe angewiesen sind, während die Biomasse im Meer vermutlich zurückgegangen ist. Als sich die marinen Mikrobiota jedoch erholten, wird angenommen, daß eine erhöhte Speziation benthischer Foraminiferen auf die Zunahme der Nahrungsquellen zurückzuführen ist[] Die Phytoplankton-Rückgewinnung im frühen Paläozän lieferte die Nahrungsquelle zur Unterstützung großer benthischer Foraminiferen-Assemblagen, die hauptsächlich Detritus-Fütterung sind. Die endgültige Erholung der benthischen Populationen erfolgte über mehrere Stufen, die mehrere hunderttausend Jahre bis ins frühe Paläozän dauerten.

 

Marine Wirbellose

Discoskaphite Iris Ammonit aus der Owl Creek Formation (Upper Cretaceous), Owl Creek, Ripley, Mississippi.

Es gibt signifikante Unterschiede in der Fossilienbilanz hinsichtlich der Aussterberate von marinen Wirbellosen über die K-Pg-Grenze hinweg. Die scheinbare Rate wird eher durch einen Mangel an fossilen Aufzeichnungen als durch das Aussterben beeinflusst.

 

Die Ostracoden, eine Klasse von kleinen Krebstieren, die im oberen Maastricht weit verbreitet waren, hinterließen fossile Ablagerungen an verschiedenen Stellen. Eine Überprüfung dieser Fossilien zeigt, daß die Vielfalt der Ostracoden im Paläozän geringer war als zu jeder anderen Zeit im Känozoikum. Die aktuelle Forschung kann jedoch nicht feststellen, ob das Aussterben vor oder während des Grenzintervalls stattgefunden hat.

 

Etwa 60% der spätkretazigen Korallengattungen der Scleractinia konnten die K-Pg-Grenze nicht in das Paläozän überqueren. Eine weitere Analyse des Korallensterbens zeigt, daß etwa 98% der kolonialen Arten, die warme, flache tropische Gewässer bewohnen, ausgestorben sind. Die einsamen Korallen, die in der Regel keine Riffe bilden und kältere und tiefere (unterhalb der phantastischen Zone) Bereiche des Ozeans bewohnen, wurden von der K-Pg-Grenze weniger betroffen. Koloniale Korallenarten setzen auf Symbiose mit photosynthetischen Algen, die aufgrund der Ereignisse um die K-Pg-Grenze zusammenbrachen; die Verwendung von Daten aus Korallenfossilien zur Unterstützung des Aussterbens von K-Pg und die anschließende paläozäne Erholung müssen jedoch gegen die Veränderungen abgewogen werden, die in Korallenökosystemen durch die K-Pg-Grenze stattgefunden haben.

 

Die Anzahl der Kopffüßer, Echinoderme und zweischaligen Gattungen zeigte nach der K-Pg-Grenze eine signifikante Abnahme. Die meisten Arten von Brachiopoden, ein kleiner Stamm mariner Wirbelloser, überlebten das Aussterben von K-Pg und diversifizierten sich im frühen Paläozän.

 

Rudist Muscheln aus der Spätkreide des Omani-Gebirges, Vereinigte Arabische Emirate. 

Mit Ausnahme von Nautiloiden (repräsentiert durch die moderne Ordnung Nautilida) und Coleoiden (die sich bereits in moderne Oktopoden, Tintenfische und Tintenfische verwandelt hatten) sind alle anderen Arten der Weichtierklasse Cephalopoda an der Grenze von K-Pg ausgestorben. Dazu gehörten die ökologisch bedeutsamen Belemnoiden ebenso wie die Ammonoide, eine Gruppe von sehr unterschiedlichen, zahlreichen und weit verbreiteten geschälten Kopffüßern. Forscher haben darauf hingewiesen, daß die Fortpflanzungsstrategie der überlebenden Nautiloiden, die auf wenige und größere Eier angewiesen sind, dazu beigetragen hat, daß ihre ammonoiden Pendants durch das Aussterbeereignis überlebt haben. Die Ammonoide verwendeten eine planktonische Fortpflanzungsstrategie (zahlreiche Eier und planktonische Larven), die durch das K-Pg-Aussterbeereignis zerstört worden wäre. Zusätzliche Untersuchungen haben gezeigt, daß nach dieser Eliminierung von Ammonoiden aus den globalen Biota, Nautiloide eine evolutionäre Strahlung in Schalenformen und Komplexitäten begannen, die bisher nur von Ammonoiden bekannt waren.

 

Etwa 35% der Echinodermgattungen starben an der K-Pg-Grenze aus, obwohl Taxa, die in niedriggelegenen, flachen Gewässern während der späten Kreidezeit gediehen, die höchste Aussterberate hatten. Mittelbreite, Tiefsee-Echinodermen waren an der K-Pg-Grenze viel weniger betroffen. Das Muster des Aussterbens deutet auf den Verlust von Lebensräumen hin, insbesondere auf das Ertrinken von Karbonatplattformen, den damals existierenden Flachwasserriffen durch das Aussterbeereignis.

 

Andere wirbellose Gruppen, darunter Rudisten (riffbildende Muscheln) und Inokeramiden (riesige Verwandte moderner Jakobsmuscheln), starben ebenfalls an der Grenze von K-Pg aus.

 

Fische

Es gibt umfangreiche fossile Aufzeichnungen von Kieferfischen über die K-Pg-Grenze hinweg, die gute Beweise für das Aussterben dieser Klassen von Meereswirbeln liefern. Während das Tiefseereich scheinbar unberührt bleiben konnte, gab es einen gleichen Verlust zwischen den offenen marinen Spitzenprädatoren und den durophagen demersalen Nahrungsergänzern auf dem Kontinentalschelf.

 

Innerhalb der Knorpelfische verschwanden nach diesem Ereignis etwa 7 der 41 Familien der Neoselachier (moderne Haie, Schlittschuhe und Rochen) und die Batoiden (Schlittschuhe und Rochen) verloren fast alle identifizierbaren Arten, während mehr als 90% der Familien der Teleost-Fische (Knochenfische) überlebten.

 

Im Maastrichtzeitalter gediehen 28 Hai-Familien und 13 batoide Familien, von denen 25 und 9 das K-T-Grenzfall überlebten. Siebenundvierzig aller neoselachischen Gattungen überschreiten die K-T-Grenze, 85 % davon sind Haie. Batoide zeigen mit 15% eine vergleichsweise niedrige Überlebensrate.

 

Es gibt Hinweise auf ein massenhaftes Aussterben von Knochenfischen an einem fossilen Standort unmittelbar oberhalb der K-Pg-Grenzschicht auf der Insel Seymour in der Nähe der Antarktis, das anscheinend durch das K-Pg-Aussterbeereignis ausgelöst wurde; die Meeres- und Süßwasserumwelt von Fischen milderte jedoch die Umweltauswirkungen des Aussterbeereignisses.

 

Terrestrische Wirbellose

Insektenschäden an den versteinerten Blättern von Blütenpflanzen von vierzehn Standorten in Nordamerika wurden als Proxy für die Insektenvielfalt über die K-Pg-Grenze hinaus verwendet und analysiert, um die Aussterberate zu bestimmen. Forscher fanden heraus, daß kreidehaltige Stätten vor dem Aussterbeereignis eine reiche Fläche hatten.

Terrestrische Pflanzen

Es gibt überwältigende Hinweise auf eine globale Störung der Pflanzengesellschaften an der K-Pg-Grenze. Aussterbende Tiere werden sowohl in Studien über fossile Pollen als auch über fossile Blätter beobachtet. In Nordamerika deuten die Daten auf massive Verwüstung und Massensterben von Pflanzen an den K-Pg-Grenzabschnitten hin, obwohl es vor der Grenze erhebliche megaflorale Veränderungen gab. In Nordamerika sind etwa 57% der Pflanzenarten ausgestorben. In den Breitengraden der hohen südlichen Hemisphäre, wie Neuseeland und der Antarktis, verursachte das Massensterben der Flora keinen signifikanten Artenumsatz, sondern dramatische und kurzfristige Veränderungen in der relativen Häufigkeit von Pflanzengruppen. In einigen Regionen begann die paläozäne Erholung der Pflanzen mit Rekolonisationen durch Farnarten, die als Farnspitzen in der geologischen Aufzeichnung dargestellt wurden; daßelbe Muster der Farnrekolonisation wurde nach dem Ausbruch des Mount St. Helens 1980 beobachtet.

 

Durch die großflächige Zerstörung von Pflanzen an der K-Pg-Grenze kam es zu einer Vermehrung saprotropher Organismen, wie z.B. Pilze, die keine Photosynthese benötigen und Nährstoffe aus verfallener Vegetation verwenden. Die Dominanz der Pilzarten dauerte nur wenige Jahre, während die Atmosphäre gereinigt wurde und viel organische Substanz zum Füttern vorhanden war. Nach der Reinigung der Atmosphäre kehrten photosynthetische Organismen, zunächst Farne und andere bodennahe Pflanzen, zurück[64] Nur zwei Farnarten scheinen die Landschaft Jahrhunderte lang nach dem Ereignis beherrscht zu haben.

 

Die Polyploidie scheint die Fähigkeit der blühenden Pflanzen verbessert zu haben, das Aussterben zu überleben, wahrscheinlich weil die zusätzlichen Kopien des Genoms, die diese Pflanzen besaßen, es ihnen ermöglichten, sich leichter an die sich schnell ändernden Umweltbedingungen anzupassen, die auf die Auswirkungen folgten.

 

Amphibien

Es gibt nur wenige Hinweise auf das Aussterben von Amphibien an der K-Pg-Grenze. Eine Studie über fossile Wirbeltiere über die K-Pg-Grenze in Montana ergab, daß keine Amphibienart ausgestorben ist, aber es gibt mehrere Arten von Maastrichtianischer Amphibien, die nicht in diese Studie einbezogen sind und die aus dem Paläozän nicht bekannt sind. Dazu gehören der Frosch Theatonius lancensis und die Albanerpetontid Albanerpeton galaktion; daher scheinen einige Amphibien an der Grenze ausgestorben zu sein. Das relativ geringe Aussterben der Amphibien spiegelt wahrscheinlich die niedrigen Aussterberaten bei Süßwassertieren wider.

 

Nicht-Archosaurier

Zeichnung eines großen Plesiosaurus, der in den Kronosaurus beißt.

Kronosaurus Hunt, eine Darstellung von Dmitry Bogdanov im Jahr 2008. Große Meeresreptilien, darunter solche Plesiosaurier, starben am Ende der Kreidezeit aus.

Choristodere

Die Choristoderes (halb-aquatische Archosauromorphe) überlebten über die K-Pg-Grenze hinaus, würden aber im frühen Miozän aussterben. Studien über die palatinalen Zähne des Champsosaurus deuten darauf hin, daß es bei den verschiedenen Arten während der KT-Veranstaltung zu Ernährungsänderungen kam.

 

Schildkröten

Mehr als 80% der Kreideschildkrötenarten durchquerten die K-Pg-Grenze. Darüber hinaus überlebten alle sechs Schildkrötenfamilien, die am Ende der Kreidezeit existieren, bis ins Paläogene und werden durch lebende Arten repräsentiert.

 

Lepidosaurie

Die lebenden nicht-archosaurischen Reptilientaxa, Lepidosaurier (Schlangen, Eidechsen und Tuataras), überlebten über die Grenze von K-Pg. Zu den lebenden Lepidosauriern gehören die Tuataras (die einzigen lebenden Rhynchozephalier) und die Squamates.

 

Die Rhynchozephalie war eine weit verbreitete und relativ erfolgreiche Gruppe von Lepidosauriern während des frühen Mesozoikums, begann aber von den Mittelkreidern zu sinken, obwohl sie in der Spätkreide Südamerikas sehr erfolgreich waren und heute durch eine einzige Gattung vertreten sind, die sich ausschließlich in Neuseeland befindet.

 

Der Orden Squamata, der heute durch Eidechsen, Schlangen und Amphisbaenier (Wurmeidechsen) repräsentiert wird, strahlte während des Jura in verschiedene ökologische Nischen aus und war in der gesamten Kreidezeit erfolgreich. Sie überlebten die K-Pg-Grenze und sind derzeit die erfolgreichste und vielfältigste Gruppe von lebenden Reptilien mit mehr als 6.000 überlebenden Arten. Viele Familien terrestrischer Squamaten starben an der Grenze aus, wie Monstersaurier und Polyglyphanodonten, und fossile Beweise deuten darauf hin, daß sie bei dem K-T-Ereignis sehr schwere Verluste erlitten haben und sich erst 10 Millionen Jahre später erholten. Riesige nicht-archosaurische Wasserreptilien wie Mosaurier und Plesiosaurier, die die wichtigsten Meeresraubtiere ihrer Zeit waren, starben am Ende der Kreidezeit aus. Die Ichthyosaurier waren aus den Fossilien verschwunden, bevor das Massensterben begann.

 

Archosaurier

Die Archosauriergruppe umfasst zwei überlebende Gruppen, Krokodile und Vögel, sowie die verschiedenen ausgestorbenen Gruppen von nicht-avischen Dinosauriern und Pterosauriern.

 

Krokodyliformen

Zehn Familien von Krokodilern oder ihren nahen Verwandten sind in den maastrichtischen Fossilienregistern vertreten, von denen fünf vor der K-Pg-Grenze ausgestorben sind. Fünf Familien haben sowohl maastrichtische als auch paläozäne Fossilienvertreter. 

 

Alle überlebenden Familien von Krokodyliden bewohnten Süßwasser- und Landgebiete – mit Ausnahme der Dyrosauridae, die in Süßwasser- und Meeresgebieten lebten. Ungefähr 50% der Krokodyliformvertreter überlebten über die K-Pg-Grenze hinaus, der einzige offensichtliche Trend war, daß keine großen Krokodile überlebten. Die Überlebensfähigkeit von Krokodyliformen über die Grenze hinaus mag auf ihre aquatische Nische und ihre Fähigkeit zum Graben zurückzuführen sein, was die Anfälligkeit für negative Umweltauswirkungen an der Grenze verringerte[56] Jouve und Kollegen schlugen 2008 vor, daß jugendliche Meereskrokodyliformen in Süßwasserumgebungen lebten, ebenso wie moderne Meereskrokodil-Jugendliche, die ihnen geholfen hätten, dort zu überleben, wo andere Meeresreptilien ausgestorben wären; Süßwasserumgebungen wurden nicht so stark von dem K-Pg-Löschungsereignis betroffen wie Meeresumgebungen.

 

Pterosaurier

Eine Familie von Pterosauriern, Azhdarchidae, war definitiv im Maastricht vorhanden, und sie ist wahrscheinlich an der K-Pg-Grenze ausgestorben. Diese großen Pterosaurier waren die letzten Vertreter einer abnehmenden Gruppe, die während der Mittelkreide zehn Familien umfasste. Mehrere andere pterosaurische Linien können während des Maastrichters vorhanden gewesen sein, wie die Ornithocheiriden, Pteranodontiden, Nyctosauriden sowie ein mögliches Tapejarid, obwohl sie durch fragmentarische Überreste repräsentiert werden, die schwer einer bestimmten Gruppe zuzuordnen sind. Während dies geschah, durchliefen moderne Vögel eine Diversifizierung; traditionell wurde angenommen, daß sie archaische Vögel und Pterosauriergruppen ersetzten, möglicherweise aufgrund direkter Konkurrenz, oder sie füllten einfach leere Nischen, aber es gibt keinen Zusammenhang zwischen Pterosaurus und aviärer Vielfalt, die für eine Wettbewerbshypothese schlüssig sind, und kleine Pterosaurier waren in der späten Kreide vorhanden. Tatsächlich wurden zumindest einige Nischen, die zuvor von Vögeln besetzt waren, vor der K-Pg-Veranstaltung von Pterosauriern zurückgewonnen.

 

Vögel

Die meisten Paläontologen betrachten Vögel als die einzigen überlebenden Dinosaurier (siehe Herkunft der Vögel). Es wird angenommen, daß alle nicht-avischen Theropoden ausgestorben sind, einschließlich der damals blühenden Gruppen wie Enantiornithine und Hesperornithiformen. Mehrere Analysen von Vogelfossilien zeigen eine Divergenz der Arten vor der K-Pg-Grenze, und daß Enten-, Hühner- und Laufvogelverwandte mit nicht-avischen Dinosauriern koexistierten. Große Sammlungen von Vogelfossilien, die eine Reihe verschiedener Arten repräsentieren, liefern endgültige Beweise für die Persistenz archaischer Vögel bis zu 300.000 Jahre nach der K-Pg-Grenze. Das Fehlen dieser Vögel im Paläogen ist ein Beweis dafür, daß dort ein Massensterben archaischer Vögel stattfand. Ein kleiner Teil der kreideartigen Vogelarten überlebte den Einschlag und ließ die heutigen Vögel entstehen. Die einzige Vogelgruppe, die mit Sicherheit die K-Pg-Grenze überlebt hat, sind die Aves. Flieger können in der Lage gewesen sein, das Aussterben zu überleben, weil sie in der Lage sind, in Wasser und Marschland zu tauchen, zu schwimmen oder Schutz zu suchen. Viele Vogelarten können Höhlen bauen oder in Baumlöchern oder Termitennestern nisten, die alle Schutz vor den Umwelteinflüssen an der Grenze von K-Pg boten. Das langfristige Überleben über die Grenze hinaus wurde durch das Füllen von ökologischen Nischen gesichert, die durch das Aussterben nicht-avischer Dinosaurier leer gelassen wurden.

 

Nicht-avische Dinosaurier

Der Tyrannosaurus gehörte zu den Dinosauriern, die vor dem Aussterben auf der Erde lebten.

Abgesehen von einigen umstrittenen Behauptungen sind sich die Wissenschaftler einig, daß alle nicht-avischen Dinosaurier an der Grenze von K-Pg ausgestorben sind. Die Dinosaurier-Fossilienbilanz wurde so interpretiert, daß sie sowohl einen Rückgang der Vielfalt als auch keinen Rückgang der Vielfalt in den letzten Millionen Jahren der Kreide zeigt, und es kann sein, daß die Qualität der Dinosaurier-Fossilienbilanz einfach nicht gut genug ist, um es den Forschern zu ermöglichen, zwischen den Optionen zu unterscheiden[92] Es gibt keinen Beweis dafür, daß späte maastrichtische nicht-avische Dinosaurier graben, schwimmen oder tauchen konnten, was darauf hindeutet, daß sie sich nicht vor den schlimmsten Teilen des Umweltstresses schützen konnten, der an der Grenze von K-Pg auftrat. Es ist möglich, daß kleine Dinosaurier (mit Ausnahme von Vögeln) überlebt haben, aber sie wären ohne Nahrung geblieben, da pflanzenfressende Dinosaurier Pflanzenmaterial knapp gefunden hätten und Fleischfresser schnell Beute in Mangelware gefunden hätten.

 

Der wachsende Konsens über die Endotherme der Dinosaurier (siehe Dinosaurierphysiologie) hilft, ihr vollständiges Aussterben im Gegensatz zu ihren nahen Verwandten, den Krokodilen, zu verstehen. Ektopische („kaltblütige“) Krokodile haben einen sehr begrenzten Bedarf an Nahrung (sie können mehrere Monate ohne Nahrung überleben), während endotherme („warmblütige“) Tiere ähnlicher Größe viel mehr Nahrung benötigen, um ihren schnelleren Stoffwechsel aufrechtzuerhalten. So starben unter den bereits erwähnten Umständen der Unterbrechung der Nahrungskette nicht-avische Dinosaurier, während einige Krokodile überlebten. In diesem Zusammenhang könnte das Überleben anderer endothermer Tiere, wie einiger Vögel und Säugetiere, unter anderem auf ihren geringeren Nahrungsbedarf zurückzuführen sein, der mit ihrer geringen Größe in der Aussterbezeit zusammenhängt.

 

Ob das Aussterben allmählich oder plötzlich eintrat, wurde diskutiert, da beide Ansichten Unterstützung aus der Fossilienaufzeichnung haben. Eine Studie über 29 fossile Standorte in den katalanischen Pyrenäen Europas im Jahr 2010 bestätigt die Ansicht, daß Dinosaurier dort eine große Vielfalt bis zum Asteroideneinfluss mit mehr als 100 lebenden Arten hatten. Neuere Forschungen deuten darauf hin, daß diese Zahl jedoch durch taphonomische Verzerrungen und die Spärlichkeit der kontinentalen fossilen Aufzeichnungen verschleiert wird. Die Ergebnisse dieser Studie, die auf einer geschätzten realen globalen Biodiversität basierten, zeigten, daß zwischen 628 und 1.078 nicht-avische Dinosaurierarten am Ende der Kreidezeit lebendig waren und nach dem kreidezeitlichen und paläogenen Aussterben plötzlich ausstarben.Alternativ unterstützt die Interpretation auf der Grundlage der fossilführenden Gesteine entlang des Red Deer River in Alberta, Kanada, das allmähliche Aussterben nicht-avischer Dinosaurier; während der letzten 10 Millionen Jahre der kreidezeitlichen Schichten dort scheint die Zahl der Dinosaurierarten von etwa 45 auf etwa 12 gesunken zu sein. Andere Wissenschaftler haben die gleiche Bewertung nach ihrer Forschung vorgenommen.

 

Mehrere Forscher unterstützen die Existenz paläozäner nicht-avischer Dinosaurier. Der Beweis für diese Existenz basiert auf der Entdeckung von Dinosaurierresten in der Hell Creek Formation bis zu 1,3 m über und 40.000 Jahre später als die K-Pg Grenze. Pollenproben, die in der Nähe eines versteinerten Oberschenkelknochens des Hadrosauriers im Ojo Alamo Sandstein am San Juan River in Colorado gefunden wurden, deuten darauf hin, daß das Tier während des Känozoikums lebte, etwa 64,5 Ma (etwa 1 Million Jahre nach dem Aussterben von K-Pg). Wenn ihre Existenz über die K-Pg-Grenze hinaus bestätigt werden kann, würden diese Hadrosaurier als toter Klumpenwandern betrachtet werden[] Wissenschaftlicher Konsens ist jedoch, daß diese Fossilien von ihren ursprünglichen Standorten erodiert und dann in viel späteren Sedimenten (auch bekannt als überarbeitete Fossilien) wieder eingegraben wurden.

 

Säugetiere

Alle wichtigen kreideartigen Säugetierlinien, einschließlich Monotromen (eierlegende Säugetiere), Multituberkulaten, Metatherianern, Eutern, Dryolestoideen und Gondwanatheres, überlebten das K-Pg-Aussterbeereignis, obwohl sie Verluste erlitten. Insbesondere die Metatherianer verschwanden weitgehend aus Nordamerika, und die asiatischen Deltatheroiden starben aus (abgesehen von der Linie, die zum Gurbanodelta führte). In den Hell Creek-Betten Nordamerikas sind mindestens die Hälfte der zehn bekannten Multituberkulat-Arten und alle elf Metatherianer-Arten nicht oberhalb der Grenze zu finden. Multituberkulate in Europa und Nordamerika überlebten relativ unversehrt und erholten sich schnell im Paläozän, aber asiatische Formen wurden dezimiert, nie wieder ein bedeutender Bestandteil der Säugerfauna. Eine aktuelle Studie zeigt, daß Metatherianer bei der K-T-Veranstaltung die größten Verluste erlitten haben, gefolgt von Multituberkulaten, während sich die Eutherianer am schnellsten erholten.

 

Säugetierarten begannen etwa 30 Millionen Jahre vor der K-Pg-Grenze zu diversifizieren. Die Diversifizierung der Säugetiere ist über die Grenze hinaus gestoppt. Aktuelle Forschungen zeigen, daß sich Säugetiere trotz der durch das Aussterben von Dinosauriern zur Verfügung gestellten Umweltnischen nicht explosionsartig über die K-Pg-Grenze diversifiziert haben. Mehrere Säugetierordnungen wurden als diversifizierend unmittelbar nach der K-Pg-Grenze interpretiert, darunter Chiroptera (Fledermäuse) und Cetartiodactyla (eine vielfältige Gruppe, die heute Wale und Delfine sowie sogar Zehenhuftiere umfasst), obwohl jüngste Forschungen zu dem Schluss kommen, daß nur Beuteltierordnungen nach der K-Pg-Grenze diversifiziert wurden.

 

K-Pg-Grenze Säugetierarten waren im Allgemeinen klein, vergleichbar in der Größe mit Ratten; diese kleine Größe hätte ihnen geholfen, in geschützten Umgebungen Schutz zu finden. Darüber hinaus wird angenommen, daß einige frühe Monotromen, Beuteltiere und Plazenta semiaquatisch oder grabend waren, da es heute mehrere Säugerlinien mit solchen Gewohnheiten gibt. Jedes grabende oder semiaquatische Säugetier hätte einen zusätzlichen Schutz vor Umweltbelastungen durch K-Pg-Grenzwerte erhalten.

 

Beweise

Nordamerikanische Fossilien

Hell Creek Formation

In nordamerikanischen terrestrischen Sequenzen wird das Extinktionsereignis am besten durch die ausgeprägte Diskrepanz zwischen der reichen und relativ häufigen spätmaastrichtischen palynomorphen Aufzeichnung und der post-boundären Farnspitze dargestellt.

 

Die derzeit informativste Sequenz von dinosaurierhaltigen Gesteinen der Welt von der K-Pg-Grenze aus findet sich im westlichen Nordamerika, insbesondere in der späten Maastrichtian-Ära Hell Creek Formation von Montana. Der Vergleich mit der älteren Judith River Formation (Montana) und der Dinosaurierpark Formation (Alberta), die beide aus ca. 75 Ma stammen, gibt Aufschluss über die Veränderungen der Dinosaurierpopulationen in den letzten 10 Millionen Jahren des Jahres.

 

Der Vergleich mit den älteren Judith River Formationen (Montana) und Dinosaurierpark Formationen (Alberta), die beide aus etwa 75 Ma stammen, gibt Aufschluss über die Veränderungen der Dinosaurierpopulationen in den letzten 10 Millionen Jahren der Kreidezeit. Diese Fossilienbetten sind jedoch geografisch begrenzt und bedecken nur einen Teil eines Kontinents.

 

Die mittelspäte kampanische Formation zeigt eine größere Vielfalt an Dinosauriern als jede andere einzelne Gruppe von Felsen. Die späten maastrichtischen Felsen enthalten die größten Mitglieder mehrerer großer Kladen: Tyrannosaurus, Ankylosaurus, Pachycephalosaurus, Triceratops und Torosaurus, was darauf hindeutet, daß die Nahrung unmittelbar vor dem Aussterben reichlich vorhanden war.

 

Neben reichen Dinosaurierfossilien gibt es auch Pflanzenfossilien, die den Rückgang der Pflanzenarten über die K-Pg-Grenze hinweg veranschaulichen. In den Sedimenten unterhalb der K-Pg-Grenze sind die dominanten Pflanzenreste Angiosperm-Pollen, aber die Grenzschicht enthält wenig Pollen und wird von Farnsporen dominiert. Die üblichen Pollenwerte nehmen oberhalb der Grenzschicht allmählich wieder zu. Dies erinnert an Gebiete, die von modernen Vulkanausbrüchen heimgesucht werden, wo die Erholung von Farnen angeführt wird, die später durch größere Angiospermenpflanzen ersetzt werden.

 

Meeresfossilien

Das Massensterben von Meeresplankton scheint abrupt und direkt an der K-Pg-Grenze stattgefunden zu haben. Ammonitengattungen starben an oder nahe der K-Pg-Grenze aus; es gab jedoch ein kleineres und langsameres Aussterben von Ammonitengattungen vor der Grenze, das mit einer späten kreidezeitlichen Meeresregression verbunden war. Das allmähliche Aussterben der meisten Inokeramid-Schalen begann lange vor der K-Pg-Grenze, und eine kleine, allmähliche Abnahme der Ammonitenvielfalt erfolgte in der sehr späten Kreidezeit.

 

Weitere Analysen zeigen, daß mehrere Prozesse in den spätkretazischen Meeren im Gange waren und sich teilweise mit der Zeit überlappen und dann mit dem abrupten Massensterben endeten. Die Vielfalt der Meereslebewesen nahm ab, als das Klima in der Nähe der K-Pg-Grenze anstieg. Die Temperatur stieg vor etwa drei bis vier Grad sehr schnell zwischen 65,4 und 65,2 Millionen Jahren, was sehr nahe dem Zeitpunkt des Aussterbeereignisses liegt. Nicht nur die Klimatemperatur stieg, sondern auch die Wassertemperatur sank, was zu einem drastischen Rückgang der Meeresvielfalt führte.

 

Megatsunamis

Der wissenschaftliche Konsens besteht darin, daß der Asteroideneinschlag an der K-Pg-Grenze Megatsunami-Ablagerungen und Sedimente im Bereich der Karibik und des Golfs von Mexiko hinterlassen hat, die von den kolossalen Wellen verursacht wurden. Diese Ablagerungen wurden im La Popa-Becken im Nordosten Mexikos, in Plattformkarbonaten im Nordosten Brasiliens, in atlantischen Tiefseesedimenten und in Form der dicksten bekannten Schicht aus abgestuften Sandablagerungen, etwa 100 m, im Chicxulub-Krater selbst, direkt über dem schockierten Granitausstoss identifiziert.

 

Der Megatunami wurde auf mehr als 100 m Höhe geschätzt, da der Asteroid in relativ flache Meere fiel; in der Tiefsee wäre er 4,6 km hoch gewesen.

 

Fossilien in Sedimentgesteinen, die sich während des Aufpralls abgelagert haben.

Kürzlich wurden im Golf von Mexiko versteinerte Sedimentgesteine gefunden, darunter Tsunami-Waschablagerungen mit Überresten eines mangrovenartigen Lebenssystems, Beweise dafür, daß Wasser nach dem Einschlag wiederholt im Golf von Mexiko hin und her schwappte, und tote Fische, die in flachem Wasser zurückgelassen, aber nicht durch Aasfresser gestört wurden: „Diese Schicht ist die K-T-Grenze“.

 

Dauer

Die Schnelligkeit des Aussterbens ist ein umstrittenes Thema, denn einige Theorien über die Ursachen des Aussterbens implizieren ein schnelles Aussterben über einen relativ kurzen Zeitraum (von einigen Jahren bis zu einigen tausend Jahren), während andere längere Zeiträume voraussetzen. Das Problem ist wegen des Signor-Lipps-Effekts schwer zu lösen, d.h. die Fossilienaufzeichnungen sind so unvollständig, daß die meisten ausgestorbenen Arten wahrscheinlich lange nach dem jüngsten gefundenen Fossil ausgestorben sind[123] Wissenschaftler haben auch nur sehr wenige kontinuierliche Schichten von fossilem Gestein gefunden, die einen Zeitraum von mehreren Millionen Jahren vor dem Aussterben von K-Pg bis zu einigen Millionen Jahren danach umfassen.[27] Die Sedimentationsrate und Dicke des K-Pg-Tons von drei Standorten aus deutet auf ein schnelles Aussterben hin, vielleicht weniger als zehntausend Jahre.[124] An einer Stelle im Denver-Becken von Colorado dauerte der „Farndorn“ etwa tausend Jahre (nicht mehr als 71 tausend Jahre); die frühesten känozoischen Säugetiere tauchten etwa 185.000 Jahre (nicht mehr als 570.000 Jahre) nach der Ablagerung der K-Pg-Grenzschicht auf[125].

 

Chicxulub Aufprall

Beweise für die Auswirkungen

 

Standort des Chicxulub-Kraters, Mexiko

1980 entdeckte ein Forscherteam bestehend aus dem Nobelpreisträger Luis Alvarez, seinem Sohn, dem Geologen Walter Alvarez und den Chemikern Frank Asaro und Helen Michel, daß Sedimentschichten, die weltweit an der kreidezeitlich-paläogenen Grenze gefunden wurden, eine Iridiumkonzentration enthalten, die um ein Vielfaches höher ist als normal (30, 160 und 20 mal in drei ursprünglich untersuchten Abschnitten). Iridium ist in der Erdkruste extrem selten, da es ein siderophiles Element ist, das bei der planetarischen Differenzierung meist zusammen mit Eisen in den Erdkern gesunken ist. Da Iridium in den meisten Asteroiden und Kometen nach wie vor reichlich vorhanden ist, schlug das Alvarez-Team vor, daß ein Asteroid die Erde zum Zeitpunkt der K-Pg-Grenze traf[] Es gab frühere Spekulationen über die Möglichkeit eines Einschlagsereignisses, aber dies war der erste harte Beweis[].

 

Die K-Pg-Grenzexposition im Trinidad Lake State Park, im Raton Basin von Colorado, zeigt einen abrupten Wechsel von dunkel- zu hellfarbigem Gestein. Weiße Linie hinzugefügt, um den Übergang zu markieren.

Diese Hypothese wurde als radikal angesehen, als sie zuerst vorgeschlagen wurde, aber bald tauchten weitere Beweise auf. Der Grenzton war voller winziger Gesteinskugeln, die aus Tröpfchen geschmolzenen Gesteins kristallisiert wurden, die durch den Aufprall gebildet wurden. 127 Schockquarz[c] und andere Mineralien wurden ebenfalls in der K-Pg-Grenze identifiziert. Die Identifizierung riesiger Tsunami-Betten entlang der Golfküste und der Karibik lieferte weitere Beweise[] und deutete darauf hin, daß die Auswirkungen in der Nähe stattgefunden haben könnten – ebenso wie die Entdeckung, daß die K-Pg-Grenze in den südlichen Vereinigten Staaten dicker wurde, wobei im nördlichen New Mexico meterdicke Trümmerbetten auftraten[].

Weitere Forschungen identifizierten den riesigen Chicxulub-Krater, der unter Chicxulub an der Küste von Yucatán begraben wurde, als Quelle für den K-Pg-Grenzton. Der Krater, der 1990[] auf der Grundlage von Arbeiten des Geophysikers Glen Penfield im Jahr 1978 identifiziert wurde, ist oval, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 180 km, etwa so groß wie die vom Alvarez-Team berechnete Größe[] Die Entdeckung des Kraters – eine Vorhersage der Wirkungshypothese – lieferte schlüssige Beweise für einen K-Pg-Aufprall und stärkte die Hypothese, daß er das Aussterben verursachte.

 

In einem Papier von 2013 datierte Paul Renne vom Berkeley Geochronology Center den Aufprall vor 66,043±0,011 Millionen Jahren, basierend auf Argon-Argon-Dating. Er behauptet weiter, daß das Massensterben innerhalb von 32.000 Jahren nach diesem Datum stattfand[].

 

Im Jahr 2007 wurde vorgeschlagen, daß der Impaktor zur Asteroidenfamilie der Baptistina gehörte[] Dieser Zusammenhang wurde bezweifelt, wenn auch nicht widerlegt, auch wegen fehlender Beobachtungen des Asteroiden und seiner Familie[] Es wurde kürzlich festgestellt, daß 298 Baptistina die chemische Signatur des K-Pg Impaktors nicht teilt.Eine WISE-Studie (Wide Field Infrared Survey Explorer) aus dem Jahr 2011 mit reflektiertem Licht der Asteroiden der Familie schätzte ihre Auflösung auf 80 Ma, so daß sie nicht genügend Zeit hatten, die Umlaufbahnen zu verschieben und die Erde um 66 Ma zu beeinflussen[].

 

Auswirkungen der Auswirkungen

Im März 2010 überprüfte ein internationales Gremium von 41 Wissenschaftlern 20 Jahre wissenschaftliche Literatur und unterstützte die Asteroidenhypothese, insbesondere den Chicxulub-Impakt, als Ursache des Aussterbens und schloss andere Theorien wie den massiven Vulkanismus aus. Sie hatten festgestellt, daß ein 10 bis 15 Kilometer langer Asteroid bei Chicxulub auf der mexikanischen Halbinsel Yucatán in die Erde geschleudert war. Die Kollision hätte die gleiche Energie wie 100 Tonnen TNT (420 Zettajoule) freigesetzt – mehr als das Milliardenfache der Energie der Atombombenangriffe von Hiroshima und Nagasaki[].

 

Der Einschlag von Chicxulub verursachte eine globale Katastrophe. Einige der Phänomene waren kurze Ereignisse unmittelbar nach den Auswirkungen, aber es gab auch langfristige geochemische und klimatische Störungen, die die Ökologie verwüsteten. Einige Wissenschaftler sind jedoch der Meinung, daß die Auswirkungen des Asteroiden nicht zu einem globalen Aussterben geführt hätten, wenn er sich an einem anderen Ort ereignet hätte, der nicht reich an Schwefel-, Kohlenwasserstoff- oder organischen fossilen Brennstoffen ist, wie sie auf der Halbinsel Yucatán vorkommen. Sie erklären, daß fossile Brennstoffvorkommen eine Explosion verursachten, die so groß war, daß Tonnen von Ruß in die Stratosphäre geworfen und die Sonne für einen längeren Zeitraum gelöscht wurden[].

 

Die Wiedereinführung der Ejekta in die Erdatmosphäre würde einen kurzen (stundenlangen), aber intensiven Impuls der Infrarotstrahlung beinhalten, der exponierte Organismen kocht[] Dies wird jedoch diskutiert, wobei die Gegner argumentieren, daß lokale wilde Brände, die wahrscheinlich auf Nordamerika beschränkt sind, hinter den globalen Feuerstürmen zurückbleiben. Dies ist die „Kreide-Paläogene Feuersturmdebatte“. Ein Artikel eines prominenten Modellierers des nuklearen Winters aus dem Jahr 2013 deutete darauf hin, daß, basierend auf der Rußmenge in der globalen Schuttschicht, die gesamte terrestrische Biosphäre verbrannt sein könnte, was bedeutet, daß eine globale Rußwolke die Sonne ausblendet und einen Wintereffekt erzeugt[].

 

Abgesehen von den hypothetischen Brand- und/oder Wintereinwirkungen hätte der Einschlag eine Staubwolke erzeugt, die das Sonnenlicht bis zu einem Jahr lang blockierte und die Photosynthese hemmte.Der Asteroid traf einen Bereich des Karbonatgesteins, der eine große Menge an brennbaren Kohlenwasserstoffen und Schwefel enthielt, von denen ein Großteil verdampft wurde, wodurch Schwefelsäureaerosole in die Stratosphäre injiziert wurden, die das Sonnenlicht, das die Erdoberfläche erreichte, um mehr als 50% reduziert hätten und sauren Regen verursacht hätten[][] Die daraus resultierende Versauerung der Ozeane würde viele Organismen töten, die Kalziumkarbonatschalen anbauen. Im Abschnitt Brazos sank die Temperatur der Meeresoberfläche jahrzehntelang nach dem Aufprall um bis zu 7 °C.[] Es würde mindestens zehn Jahre dauern, bis sich diese Aerosole auflösen und das Aussterben von Pflanzen und Phytoplankton sowie später von Pflanzenfressern und ihren Raubtieren verursachen. Kreaturen, deren Nahrungskette auf Detritus basierte, hätten jedoch eine angemessene Überlebenschance.[][] Gefriertemperaturen dauerten wahrscheinlich mindestens drei Jahre.[]

 

Wenn es zu großflächigen Bränden gekommen wäre, hätten sie die CO2-Gehalt der Atmosphäre und verursachte einen vorübergehenden Treibhauseffekt, sobald sich die Staubwolken und das Aerosol gelegt hatten, und dies hätte die am stärksten gefährdeten Organismen vernichtet, die die Zeit unmittelbar nach dem Aufprall überlebt haben[].

 

Obwohl die meisten Paläontologen heute der Meinung sind, daß ein Asteroid etwa am Ende der Kreidezeit die Erde getroffen hat, gibt es einen anhaltenden Streit darüber, ob die Auswirkungen die einzige Ursache für das Aussterben waren[][].

 

Das Flussbett an der Moody Creek Mine, 7 Mile Creek / Waimatuku, Dunollie, Neuseeland, enthält Beweise für ein verheerendes Ereignis auf terrestrischen Pflanzengesellschaften an der kreidezeitlich-paläogenen Grenze, das die Schwere und den globalen Charakter des Ereignisses bestätigt[59].

2016 Chicxulub-Kraterbohrprojekt

Im Jahr 2016 erhielt ein wissenschaftliches Bohrprojekt tiefe Gesteinskernproben aus dem Spitzenring um den Chicxulub-Impaktkrater. Die Entdeckungen bestätigten, daß das Gestein aus dem Spitzenring durch immensen Druck geschockt und in wenigen Minuten aus seinem gewohnten Zustand in seine heutige Form geschmolzen war. Im Gegensatz zu den Ablagerungen auf dem Meeresboden bestand der Spitzenring aus Granit, der viel tiefer in der Erde entstand und durch den Aufprall an die Oberfläche geworfen worden war. Gips ist ein sulfathaltiges Gestein, das üblicherweise im flachen Meeresboden der Region vorkommt; es wurde fast vollständig entfernt und in die Atmosphäre verdampft. Des Weiteren folgte unmittelbar nach dem Ereignis ein Megatsunami[d], der ausreicht, um die größte bekannte Sandschicht, die durch die Korngröße getrennt ist, direkt über dem Spitzenring abzulagern.

 

Diese Ergebnisse unterstützen nachdrücklich die Rolle der Auswirkungen auf das Aussterbeereignis. Der Impaktor war groß genug, um einen 190 Kilometer breiten Spitzenring zu erzeugen, um tiefen Granit zu schmelzen, zu schockieren und auszustoßen, um kolossale Wasserbewegungen zu erzeugen und eine immense Menge an verdampftem Gestein und Sulfaten in die Atmosphäre zu schleudern, wo sie mehrere Jahre lang bestanden hätten. Diese weltweite Verbreitung von Staub und Sulfaten hätte das Klima katastrophal beeinträchtigt, zu großen Temperaturabfällen geführt und die Nahrungskette zerstört[][].

 

Alternative Hypothesen

Obwohl die Übereinstimmung des endkretazischen Aussterbens mit dem Chicxulub-Asteroideneinschlag die Wirkungshypothese stark unterstützt, unterstützen einige Wissenschaftler weiterhin andere beitragende Ursachen: Vulkanausbrüche, Klimawandel, Meeresspiegeländerung und andere Einflussereignisse. Das end-Kreideereignis ist das einzige Massensterben, von dem bekannt ist, daß es mit einem Impakt verbunden ist, und andere große Auswirkungen, wie der Impakt des Manicouagan-Reservoirs, fallen nicht mit auffälligen Auslöschungen zusammen[].

 

Dekkan-Fallen

Vor 2000 waren Argumente, daß die Flutbasalte der Dekkanfalle das Aussterben verursachten, meist mit der Ansicht verbunden, daß das Aussterben allmählich eintritt, da die Flutbasaltevents vermutlich um die 68 Mya begonnen haben und mehr als 2 Millionen Jahre dauerten. Die jüngsten Beweise zeigen, daß die Fallen über einen Zeitraum von nur 800.000 Jahren über die K-Pg-Grenze ausgebrochen sind und daher für das Aussterben und die verzögerte biotische Erholung danach verantwortlich sein können[].

 

Die Dekkan-Fallen hätten durch mehrere Mechanismen aussterben können, darunter die Freisetzung von Staub und Schwefelaerosolen in die Luft, die das Sonnenlicht blockiert und damit die Photosynthese in Pflanzen reduziert haben könnten. Darüber hinaus könnte der Vulkanismus der Deccan Trap zu Kohlendioxidemissionen geführt haben, die den Treibhauseffekt verstärkten, wenn der Staub und die Aerosole aus der Atmosphäre freigesetzt wurden[][].

 

In den Jahren, in denen die Hypothese von Deccan Traps mit einem langsameren Aussterben verbunden war, antwortete Luis Alvarez (geb. 1988), daß Paläontologen durch spärliche Daten irregeführt würden. Während seine Behauptung zunächst nicht gut aufgenommen wurde, haben spätere intensive Feldstudien mit fossilen Betten seinem Anspruch Gewicht verliehen. Schließlich begannen die meisten Paläontologen die Vorstellung zu akzeptieren, daß das Massensterben am Ende der Kreidezeit weitgehend oder zumindest teilweise auf einen massiven Erdeinschlag zurückzuführen war. Sogar Walter Alvarez räumte ein, daß andere wichtige Veränderungen zu den Ausrottungen beigetragen haben könnten[].

 

Kombiniert man diese Theorien, so deuten einige geophysikalische Modelle darauf hin, daß die Auswirkungen zu den Dekkan-Fallen beigetragen haben. Diese Modelle, kombiniert mit hochpräziser radiometrischer Datierung, deuten darauf hin, daß der Chicxulub-Aufprall einige der größten Dekkanausbrüche sowie Ausbrüche an aktiven Vulkanen überall auf der Erde ausgelöst haben könnte[][].

 

Mehrfaches Aufprallereignis

Andere kraterartige topographische Merkmale wurden auch als Impaktkrater vorgeschlagen, die sich im Zusammenhang mit der kreidezeitlich-paläogenen Extinktion gebildet haben. Dies deutet auf die Möglichkeit nahezu gleichzeitiger Mehrfachschläge hin, vielleicht von einem fragmentierten asteroiden Objekt ähnlich dem Shoemaker-Levy 9 Einschlag mit Jupiter. Neben dem 180 km langen Chicxulub-Krater gibt es den 24 km langen Boltysh-Krater in der Ukraine (65.17±0.64 Ma), den 20 km langen Silberpit-Krater in der Nordsee (59.5±14.5 Ma), der möglicherweise durch Bolidinjektionen gebildet wurde, und den umstrittenen und viel größeren 600 km langen Shiva-Krater. Alle anderen Krater, die sich im Tethys-Ozean gebildet haben könnten, wären durch die nördliche tektonische Drift Afrikas und Indiens verdeckt worden[][][][][].

 

Maastrichtianischer Meeresspiegelrückgang

Es gibt eindeutige Hinweise darauf, daß der Meeresspiegel in der Endphase der Kreidezeit um mehr als zu jeder anderen Zeit im Mesozoikum gesunken ist. In einigen maastrichtischen Gesteinsschichten aus verschiedenen Teilen der Welt sind die späteren Schichten terrestrisch; frühere Schichten stellen Küstenlinien dar und die frühesten Schichten stellen Meeresböden dar. Diese Schichten zeigen nicht die Kippung und Verzerrung, die mit dem Bergbau verbunden ist, daher ist die wahrscheinlichste Erklärung eine Regression, ein Abfall des Meeresspiegels. Es gibt keine direkten Beweise für die Ursache der Regression, aber die derzeit akzeptierte Erklärung ist, daß die mittelozeanischen Rücken weniger aktiv wurden und unter ihrem eigenen Gewicht sanken[][].

 

Eine starke Regression hätte das Kontinentalschelfgebiet, den artenreichsten Teil des Meeres, stark reduziert und hätte daher ausreichen können, um ein Massensterben der Meere zu verursachen; diese Veränderung hätte jedoch nicht ausgereicht, um das Aussterben der Ammoniten zu verursachen. Die Regression hätte auch Klimaveränderungen verursacht, teils durch die Unterbrechung von Winden und Meeresströmungen, teils durch die Reduzierung des Albedos der Erde und durch steigende globale Temperaturen.

 

Die Regression der Meere führte auch zum Verlust epeirischer Meere, wie beispielsweise des Western Interior Seaway of North America. Der Verlust dieser Meere veränderte die Lebensräume stark und entfernte Küstenebenen, die zehn Millionen Jahre zuvor verschiedene Gemeinschaften beherbergt hatten, wie sie in den Felsen der Dinosaurierpark-Formation vorkommen. Eine weitere Folge war die Ausweitung der Süßwasserumwelt, da der kontinentale Abfluss nun längere Strecken zurückzulegen hatte, bevor er die Ozeane erreichte. Während diese Veränderung für Süßwasserwirbeltiere günstig war, litten diejenigen, die die Meeresumwelt bevorzugen, wie Haie, darunter.

 

Mehrere Ursachen

In einem Übersichtsartikel diskutierten J. David Archibald und David E. Fastovsky ein Szenario, das drei wesentliche postulierte Ursachen kombiniert: Vulkanismus, marine Regression und außerirdische Auswirkungen. In diesem Szenario wurden terrestrische und marine Gemeinschaften durch die Veränderungen und den Verlust von Lebensräumen belastet. Dinosaurier, als die größten Wirbeltiere, waren die ersten, die von Umweltveränderungen betroffen waren, und ihre Vielfalt nahm ab. Gleichzeitig kühlten und trockneten Partikel aus dem Vulkanismus die Bereiche der Erde. Dann kam es zu einem Impact-Ereignis, das zu Kollaps in den photosynthesebasierten Nahrungsketten führte, sowohl in den bereits gestressten terrestrischen Nahrungsketten als auch in den marinen Nahrungsketten.

 

Jüngste Arbeiten unter der Leitung von Sierra Peterson auf Seymour Island, Antarktis, zeigten zwei getrennte Extinktionsereignisse in der Nähe der kreidezeitlich-paläogenen Grenze, von denen eines mit dem Vulkanismus der Dekkanfalle und eines mit dem Chicxulub-Impakt korrelierte. Das Team analysierte kombinierte Extinktionsmuster unter Verwendung eines neuen verklumpten Isotopen-Temperaturprotokolls aus einem lückenlosen, erweiterten K-Pg-Grenzabschnitt. Sie dokumentierten eine Erwärmung von 7,8±3,3 °C synchron mit dem Beginn des Vulkanismus der Deccan Traps und eine zweite, kleinere Erwärmung zum Zeitpunkt des Meteoriteneinschlags. Sie deuten darauf hin, daß die lokale Erwärmung durch das gleichzeitige Verschwinden von Kontinental- oder Meereis verstärkt worden sein könnte. Die Variabilität innerhalb der Schale deutet auf eine mögliche Verringerung der Saisonalität nach Beginn der Dekkanausbrüche hin, die durch das Meteoritenereignis hindurchgeht. Das Artensterben auf der Insel Seymour ereignete sich in zwei Impulsen, die mit den beiden beobachteten Erwärmungsereignissen zusammenfielen und die das Ende der Kreidezeit an diesem Standort direkt mit vulkanischen und Meteoritenereignissen durch den Klimawandel verbanden.

 

Regeneration und Strahlung

 

Eine Künstlerdarstellung des Thescelosaurus kurz nach dem Aussterben der K-Pg-Masse. Sie überlebte durch Graben, würde aber bald an Hunger sterben.

Das Aussterben von K-Pg hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf die Entwicklung des Lebens auf der Erde. Die Eliminierung dominanter kreideartiger Gruppen ermöglichte es anderen Organismen, ihren Platz einzunehmen, was zu einer bemerkenswerten Reihe von adaptiven Strahlungen im Paläogen führte. Das auffälligste Beispiel ist der Ersatz von Dinosauriern durch Säugetiere. Nach dem Aussterben von K-Pg entwickelten sich die Säugetiere schnell und füllten die Nischen, die von den Dinosauriern leer gelassen wurden. Auch innerhalb der Säugetiergattungen waren neue Arten nach der K-Pg-Grenze etwa 9,1% größer.

 

Auch andere Gruppen unterlagen größeren Strahlungen. Basierend auf molekularer Sequenzierung und fossiler Datierung schienen Neoaves nach der K-Pg-Grenze zu strahlen Sie produzierten sogar riesige, flugunfähige Formen, wie die herbivoren Gastornis und Dromornithidae und die räuberischen Phorusrhacidae. Das Aussterben der kreidehaltigen Eidechsen und Schlangen mag zur Ausstrahlung moderner Gruppen wie Leguane, Warane und Boas geführt haben.An Land tauchten Riesen- und riesige Madtsoiidenschlangen auf, und in den Meeren strahlten riesige Seeschlangen. Teleost-Fische diversifizierten explosionsartig und füllten die vom Aussterben freigewordenen Nischen. Zu den Gruppen, die im Paläozän und Eozän vorkommen, gehören Seebarsch, Thunfisch, Aal und Plattfisch. Größere Veränderungen sind auch in den paläogenen Insektengemeinschaften zu beobachten. Viele Gruppen von Ameisen waren in der Kreidezeit vorhanden, aber im Eozän wurden Ameisen dominant und vielfältig, mit größeren Kolonien. Auch die Schmetterlinge diversifizierten sich, vielleicht um an die Stelle der blattfressenden Insekten zu treten, die durch das Aussterben ausgelöscht wurden. Auch die fortgeschrittenen Termiten des Hügelbaus, Termitidae, scheinen an Bedeutung gewonnen zu haben.