Der Frühling ist eine Zeit für knospende Blumen, zarte grüne Blätter und Tierbabys. Aber vor 66 Millionen Jahren brachte diese sanfte Jahreszeit stattdessen Massentod und Gemetzel durch den katastrophalen Einschlag der Erde mit einem massiven Weltraumfelsen.
Die Erde wurde für immer verändert, nachdem ein riesiger Asteroid am Ende der Kreidezeit in unseren Planeten einschlug (vor 145 Millionen bis 66 Millionen Jahren) und löste ein weltweites Artensterben aus, das 76 % des Lebens auf der Erde auslöschte, einschließlich aller nicht-avianischen Dinosaurier, Flugsaurier und die meisten Meeresreptilien. Wissenschaftler haben kürzlich die Jahreszeit der Katastrophe genau bestimmt und sie mit dem Frühling auf der Nordhalbkugel in Verbindung gebracht, nachdem sie versteinerte Tiere analysiert hatten, die Minuten nach dem Einschlag starben.
Sie fanden die Fossilien an einem Ort namens Tanis, wo einst ein Fluss durch das heutige North Dakota floss. Nachdem der Asteroid in der Nähe der mexikanischen Halbinsel Yucatán eingeschlagen war, sandte der Schock mächtige Wellen stromaufwärts in Richtung Tanis, fegte Fische und Waldtiere mit sich und begrub sie lebendig unter Erdschichten. Als das Wasser nachließ, hinterließ es einen erstaunlich gut erhaltenen 3D-Schnappschuss der Zerstörung, aufgenommen innerhalb von 30 Minuten nach dem Asteroiden getroffen, berichten die Forscher in einer neuen Studie. Fossilien dieser Filterfische enthielten auch Hinweise auf ihre saisonalen Wachstumszyklen, was darauf hindeutet, dass der Frühling gekommen war, als die Fische und die Dinosaurier starben ' Herrschaft endete abrupt.
Der Moment des sofortigen Massentodes, der in Tanis konserviert wurde, mit zerbrochenen und zersplitterten Fischfossilien, die um Äste gewickelt und in alle Richtungen verstreut waren, „war wie der schlimmste Autounfall, den Sie je gesehen haben, an Ort und Stelle eingefroren“, sagte die Hauptautorin der Studie, Melanie Währenddessen Doktorand in der Abteilung für Organismal Biology an der Universität Uppsala in Schweden. Es war auch "die spektakulärste Lagerstätte, die ich je in meinem Leben gesehen habe", sagte While auf einer Pressekonferenz am 22. Februar.
Während der Ausgrabung von Kreidefischen in Tanis im August 2017 verbrachten wir zwei Wochen damit, Fossilien von Löffelstören und Stören auszugraben. Fischskelette – auch nach der Versteinerung – bewahren Aufzeichnungen über das Wachstum eines Tieres, das von der saisonalen Verfügbarkeit von Nahrung abhängt. Durch die Kartierung dieser Muster des Knochenzellwachstums und der Knochenzelldichte hofften die Wissenschaftler herauszufinden, in welchem Teil des Wachstumszyklus die Tanis-Fische gestorben waren, was auf die Jahreszeit hinweisen könnte.
Die Autoren der Studie scannten die Fossilien mit Synchrotron Röntgen Bildgebung, zerstörungsfreie Bildgebung und Rekonstruktion der Fossilien in 3D. Sie fanden winzige Glaskugeln, sogenannte Kügelchen, eingebettet in die Kiemen der Fische; Diese kleinen Kugeln verschmolzen aus ultraheißen Sedimenten, als der Asteroid einschlug und gewaltige Staubwolken aus dem Einschlagskrater ausschleuderte. Partikel flogen in die Erde Atmosphäre und darüber hinaus und regnete dann als glasige Perlen zurück auf den Planeten.
Andere Forscher der die Todesgrube der Kreidezeit von Tanis untersuchte, berechnete, dass die Einschlagskugeln zwischen 15 und 30 Minuten nach dem Aufprall des Asteroiden auf die Erde gefallen wären. Da sich Kügelchen in den Kiemen der Fische befanden, aber nicht verschluckt worden waren, wurden die Fische wahrscheinlich sofort nach dem Einatmen der glasigen Perlen lebendig begraben – laut der neuen Studie innerhalb von 30 Minuten nach dem Asteroideneinschlag.
Synchrotron-Scans zeigten auch Anzeichen von Schwankungen des Zellwachstums in den versteinerten Knochen, die über einen Zeitraum von sieben Jahren stattfanden. Ähnlich wie Bäume den Lauf der Zeit durch die Anhäufung von Ringen markieren, die in Querschnitten ihrer Stämme sichtbar sind, fügen Fische mit zunehmendem Alter Schichten zu ihren Knochen hinzu, wobei das Wachstum am Ende des Sommers seinen Höhepunkt erreicht und dann im Winter abnimmt. Als die Fische starben, traten sie gerade in eine Zeit erheblichen Knochenwachstums ein – die mit dem Frühling zusammenfiel , sagte der Co-Autor der Studie, Dennis Voeten, ein Forschungsingenieur an der Abteilung für Organismusbiologie der Universität Uppsala, auf der Pressekonferenz.
„Ich denke, es macht für jeden Sinn, dass, wenn ein Fisch frisst, sein Knochen wächst“, sagte While in einer E-Mail gegenüber Live Science. Dies in Fossilien aus der Kreidezeit quantifiziert zu sehen, „ist jedoch wirklich neu und unglaublich informativ für zukünftige Studien“, sagte sie.
Aufzeichnungen über Kohlenstoff Isotope oder Variationen des Elements Kohlenstoff von einem der Fische bestätigten weiter, dass der Fisch im Frühjahr starb, schrieben die Wissenschaftler in der Studie. Wie das Knochenwachstum „zeigt die Aufzeichnung der Kohlenstoffisotope ein deutliches zyklisches Muster, bei dem hohe Werte die hohe Produktivität von Plankton widerspiegeln“, das die Hauptnahrung für Löffelstöre war, sagte der Co-Autor der Studie, Jeroen van der Lubbe, Assistenzprofessor an der Abteilung für Erdwissenschaften an der Vrije Universiteit Amsterdam in den Niederlanden. Plankton ist normalerweise im Sommer am höchsten; Die Isotopenanalyse zeigte, dass die Planktonproduktivität noch nicht ihren Jahreshöchststand erreicht hatte, daher kamen die Forscher zu dem Schluss, dass der Fisch im Frühjahr verendet war, sagte van der Lubbe auf der Pressekonferenz.
Der Zeitpunkt des Asteroideneinschlags hatte wahrscheinlich weitreichende Folgen, da einige Arten auf der Erde allein aufgrund der Jahreszeit in ihrem Teil der Welt besser gerüstet waren, um die Katastrophe zu überstehen, berichteten die Forscher.
Organismen in der nördlichen Hemisphäre, wo der Frühling die Dinge erwärmte, tauchten wahrscheinlich gerade auf und wurden nach dem kalten Winter auf Wachstum und Fortpflanzung vorbereitet Monate. Sie wären exponiert gewesen und hätten weniger Ressourcen, da sie bereits alle gespeicherten Reserven aufgebraucht hätten, die ihnen geholfen hätten, den Winter zu überleben. Ein Frühlings-Ökosystem könnte daher anfälliger für die unmittelbaren Auswirkungen der Auswirkungen gewesen sein als Pflanzen und Tiere in der südlichen Hemisphäre, die sich für den Winter niederlegten, sagte While.
„Nach dem Einschlag fand eine plötzliche Abkühlung von unbekannter Dauer statt – die natürlich ihren eigenen Einfluss auf das Extinktionsmuster hatte“, sagte While. "Trotzdem ist klar, dass die Organismengruppen, die diesen katastrophalen Frühling/Herbst nicht überlebt haben, im darauffolgenden nuklearen Winter von Anfang an nicht da gewesen wären."
Die Ergebnisse wurden am Mittwoch (23. Februar) online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht .