Supernovae bombardierten die Erde mit radioaktiven Staub

Angeschliffene Manganknolle mit einem Haifischzahn im Zentrum. Deutlich ist der konzentrische Zonarbau zu sehen. © Senckenberg

Im Zeitraum vor 3,2 bis 1,7 Millionen Jahren vor heute muss es plötzlich sehr hell auf der Erde gewesen sein – in diesem Abschnitt der Erdgeschichte fanden vermutlich mehrere Supernovae statt.
„Wir haben Belege für Supernovae in dieser 1,5 Millionen Jahre langen Epoche gefunden“, erklärt Prof. Dr. Ulf Linnemann, Abteilungsleiter der Senckenberg Naturhistorischen Sammlungen Dresden und fährt fort: „Diese Explosionen von Sternen führen zu einem kurzzeitigen, um millionen- bis milliardenfach stärkeren Leuchten der Himmelkörper.“

Ein internationales Wissenschaftler-Team unter der Federführung von Dr. Anton Waller von der Australian National University hat die Überreste der Supernovae in mehr als 120 ozeanischen Gesteinsproben untersucht. Ein Teil der untersuchten Proben sind Manganknollen, die während der Senckenberg-Tiefsee-Expedition DIVA 3 im Jahr 2009 aus 5000 m Wassertiefe im Südatlantik im Argentinischen Becken geborgen und zur Verfügung gestellt wurden.

Supernova-Explosionen erzeugen viele schwere Elemente und radioaktive Isoptope, die in den Kosmos geschleudert werden und auch die Erde bombardierten. Die konzentrisch aufgebauten Manganknollen und -krusten der Ozeane sind ein ideales Archiv der letzten Millionen Jahre der Erdgeschichte: Sie bauen die Isotope aus dem Kosmos bei ihrem Wachstum ein.

Anhand des radioaktiven Eisenisotops 60Fe konnte festgestellt werden, dass der kosmische Staub der Supernovae in der Zeit von 3,2 bis 1,7 Millionen Jahren die Erde erreichte. „Dies ist eine kritische Zeit in der Erdgeschichte: Im Übergang der geologischen Zeitintervalle Plio- zum Pleistozän ändern sich Faunen und Floren. Das Weltklima kühlt sich tendenziell ab und erreicht seinen Höhepunkt in den quartären Vereisungen. Eventuell gibt es hier einen Zusammenhang mit den Supernovae“, ergänzt Linnemann.

Das Wissenschaftlerteam aus Australien, Österreich, Israel, Japan und Deutschland geht davon aus, dass in dem 1,5 Millionen Jahre dauernden Zeitraum mehrere Sternenexplosionen in Folge stattfanden. Eine weitere Supernova fand laut der Studie vor etwa 8 Millionen Jahren statt. Ältere Ereignisse sind aufgrund der Halbwertszeit von 60Fe, die 2,62 Millionen Jahre beträgt, extrem schwer nachweisbar. Schon bei den untersuchten Proben lag das Eisen-Isotop nur noch in winzigen Mengen vor.

Auch zur Altersbestimmung mussten die Wissenschaftler auf hochmoderne Technik zurückgreifen, um das Alter der Manganknollen und Sedimente bestimmen zu können. In einem ersten Schritt wurden altersrelevante Isotope aus den Gesteinsproben extrahiert und von anderen radioaktiven Isotopen getrennt, um anschließend mit Hilfe von Beschleunigermassenspektrometrie analysiert zu werden und das Alter zu ermitteln.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Supernovae im Zeitraum von 3,2 bis 1,7 Millionen Jahren vor heute weniger als 300 Lichtjahre von der Erde entfernt stattfanden – in ihrer Studie gehen die Wissenschaftler davon aus, dass das entstehende Licht in etwa so hell, wie der Mond und mit bloßem Auge von der Erde sichtbar war. Sichtbare Supernovae in unserer Galaxie wurden letztmalig 1572 von Tycho und 1604 von Kepler beobachtet.

„Schäden an Organismen durch das Eintreffen des radioaktiven kosmischen Staubes oder massive Aussterbeereignisse schließen wir aber aus“, fügt Linnemann hinzu.

Kontakt
Prof. Dr. Ulf Linnemann
Senckenberg Naturhistorische Sammlungen Dresden
Abteilung Museum für Mineralogie und Geologie
Tel. 0351 795841 4402
ulf.linnemann@senckenberg.de

Judith Jördens
Pressestelle
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Tel. 069- 7542 1434
pressestelle@senckenberg.de

Publikation
A. Wallner, J. Feige, N. Kinoshita, M. Paul, L. K. Fifield, R. Golser, M. Honda, U. Linnemann, H. Matsuzaki, S. Merchel, G. Rugel, S. G. Tims, P. Steier, T. Yamagata & S. R. Winkler(2016): Recent near-Earth supernovae probed by global deposition of interstellar radioactive 60Fe. Nature 532,
69–72 (07 April 2016) doi:10.1038/nature17196

Die Natur mit ihrer unendlichen Vielfalt an Lebensformen zu erforschen und zu verstehen, um sie als Lebensgrundlage für zukünftige Generationen erhalten und nachhaltig nutzen zu können – dafür arbeitet die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung seit nunmehr fast 200 Jahren. Diese integrative „Geobiodiversitätsforschung“ sowie die Vermittlung von Forschung und Wissenschaft sind die Aufgaben Senckenbergs. Drei Naturmuseen in Frankfurt, Görlitz und Dresden zeigen die Vielfalt des Lebens und die Entwicklung der Erde über Jahrmillionen. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Das Senckenberg Naturmuseum in Frankfurt am Main wird von der Stadt Frankfurt am Main sowie vielen weiteren Partnern gefördert. Mehr Informationen unter www.senckenberg.de

2016 ist Leibniz-Jahr. Anlässlich des 370. Geburtstags und des 300. Todestags des Universalgelehrten Gottfried Wilhelm Leibniz (*1.7.1646 in Leipzig, † 14.11.1716 in Hannover) veranstaltet die Leibniz-Gemeinschaft ein großes Themenjahr. Unter dem Titel „die beste der möglichen Welten“ – einem Leibniz-Zitat – rückt sie die Vielfalt und die Aktualität der Themen in den Blick, denen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der bundesweit 88 Leibniz-Einrichtungen widmen. www.bestewelten.de

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