Mammuts und Supernovae

Das Aussterben der Mammuts vor 13’000 Jahren ist noch immer ein ungelöstes Rätsel. Nun glauben Forscher aus den USA, die Lösung gefunden zu haben: die Mammuts starben demnach an den Spätfolgen einer Supernova (eine Sternexplosion), die sich vor 41’000 Jahren in nur 250 Lichtjahren Entfernung zur Erde ereignete.

Warum verschwanden die Mammuts – wollhaarige Riesenelefanten der Eiszeit – vor etwa 13’000 Jahren? Wurden sie von den Menschen ausgerottet? Tatsache ist, dass jeder Kontinent, der im Verlauf der letzten 100’000 Jahre von Menschen besiedelt wurde, innert kürzester Zeit eine völlig veränderte Biosphäre aufwies. So starben in Australien zahlreiche grosse Tierarten, darunter auch ein Riesenkänguru und flugunfähige Riesenvögel aus, genau wie in Neuseeland, wo das Einfallen des Menschen vor über 1000 Jahren zur Ausrottung aller grossen Laufvögel führte. Auch in Nordamerika fällt die Besiedlung durch den Menschen vor rund 13’000 Jahren mit der Ausrottung zahlreicher Grosswildarten zusammen – darunter auch das Mammut.

Der Mensch scheint also einen tiefgreifenden Einfluss auf seine Umwelt zu haben. Deshalb wurde ihm bisher von einigen Wissenschaftlern eine wichtige Rolle bei der Ausrottung des Mammuts zugestanden. Neue Erkenntnisse könnten diesen umstrittenen Befund um eine weitere, faszinierende Facette erweitern.

Demnach ereignete sich vor über 41’000 Jahren ein vergleichsweise seltenes Ereigniss im All, nur 250 Lichtjahre von der Erde entfernt: eine Supernova (Mz: Supernovae). Diese gewaltigen Sternexplosionen ereignen sich dann, wenn ein massiver Stern (mindestens drei mal schwerer als die Sonne) am Ende seines Lebens kollabiert: die Hüllen des Sterns stürzen mit hoher Geschwindigkeit auf den Kern, wo sie ein ungeheuer heisses nukleares Feuer entzünden, das zu einer gewaltigen Explosion führt – die äusseren Hüllen des Sterns werden ins All geschleudert, der Stern kollabiert unter dem enormen Druck zu einer winzigen, superschweren Sternleiche: einem Neutronenstern oder sogar einem Schwarzen Loch. Der Stern sendet eine Menge hochenergetischer Strahlung aus.

250 Jahre nach der Katastrophe – vor ungefähr 41’000 Jahren – erreicht diese Strahlung der Erde. In der Erdatmosphäre führt sie zur Bildung von radioaktivem Kohlenstoff (14C, sprich „C vierzehn“), von dem in der Folge etwa alle 4500 Jahre die Hälfte zerfällt. Noch heute also finden wir einen kleinen 14C-Ãœberschuss, der aus dieser Zeit stammt. Die beobachtete Zunahme von 14C vor 41’000 entspricht dem Wert, den man von einer Supernova in 250 Lichtjahren Entfernung erwarten würde.

Die weggeschleuderten Hüllen des zerstörten Sterns erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 10’000 Kilometer – pro Sekunde! In diesen Hüllen finden sich verschiedenste Materialien, darunter kleine Körner aus Eisen, Silizium, Kohlenstoff und vielen anderen Elementen. Diese Körner erreichten – so die Theorie – rund 7000 Jahre später die Erde (so lange brauchten sie, um die Distanz von 250 Lichtjahren bei 10’000 km/s zu überwinden). Die Projektile hagelten vor 34’000 Jahren in grosser Zahl auf die Erde, und schlugen – unter anderem – kleinste Löcher in Mammutzähne. Die Projektile blieben teilweise tief in den Mammutzähnen stecken. Mit Testprojektilen wurde ermittelt, dass es tatsächlich etwa 10’000 km/s Geschwindigkeit braucht, um mit solchen Projektilen die beobachteten Einschlagkrater zu erzielen.

Sedimente in Island, die ebenfalls aus dieser Zeit vor 34’000 Jahren stammen, zeigen zu dieser Zeit eine ähnlich dramatische Abweichung in 14C-Werten wie zur Zeit vor 41’000 Jahren, als die Strahlung der Supernova die Erde erreichte. Die Wissenschaftler interpretieren das so, dass zu dieser Zeit Material, dessen 14C-Zusammensetzung durch die Supernova verstellt worden war, die Erde erreichte – das entspricht genau der oben angesprochenen „Projektil“-Welle.

Verblüffend ist hier vor allem, wie gut alles zusammenpasst: die aus der 14C-Abweichung ermittelte Entfernung der Supernova (250 Lichtjahre) stimmt sehr gut mit der Entfernung überein, die wir durch die Geschwindigkeit der Partikel erhalten: Wenn die Partikel mit 10’000 km/s unterwegs sind (ein Wert, der durch Beobachtungen an anderen, weiter entfernten Supernovae bestätigt wird), und 7000 Jahre zwischen dem Eintreffen der Strahlung und dem Beginn des Partikelregens vergehen, dann reisen die Partikel in dieser Zeit ebenfalls 250 Lichtjahre.

In den Daten findet sich noch eine dritte 14C-Abweichung (Anomalie): vor 13’000 Jahren scheint nochmals eine Welle Supernova-kontaminiertes Material über die Erde geschwappt zu sein. Diese Zeit fällt exakt mit dem Aussterben der Mammuts zuammen, ein Umstand, der die Wissenschaftler darüber spekulieren lässt, ob wohl in dieser Zeit ein grösserer Brocken oder Komet aus der weggeschleuderten Supernova-Materie mit der Erde kollidiert sein könnte – und dabei die Mammuts hinweggerafft haben könnte. Im Gegensatz zu den Hinweisen auf die erwähnte Supernova ist die Datenlager für einen solchen Einschlag aber äusserst schlecht: es gibt weder einen Krater noch sonst einen Hinweis auf eine solche Katastrophe. Der fehlende Krater liesse sich allenfalls noch durch einen Einschlag ins Meer erklären, doch eine solche Katastrophe, die die Mammuts aussterben liess, hätte auch den Menschen nicht unberührt gelassen.

Dennoch muss irgend etwas diese dritte 14C-Abweichung verursacht haben – ein Zusammenhang mit der Supernova ist zumindest denkbar. Vielleicht könnte eine von der Supernova ausgestossene Staubwolke für einige Jahrhunderte die Sonne soweit abgeschwächt haben, dass sich das Klima auf der Erde änderte, und die Mammuts dem Klimawechseln zu Opfer fielen.

Fazit: die nahe Supernova-Explosion hat vermutlich tatsächlich stattgefunden – damit ist die Frühgeschichte der Menschheit um eine interessante Episode reicher geworden. Doch das Aussterben der Mammuts bleibt weiterhin ungelöst.

Originalartikel des Berkeley Lab