Das Ende der Kreide: Zwei Ursachen, ein Aussterben, keine einfache Aufteilung

I Die Grenze ist eine Schichtfläche, kein Zahlenwert

Zunächst etwas, das vielleicht überrascht: Die Grenze zwischen Kreide und Paläogen ist offiziell weder durch eine Jahreszahl definiert noch dadurch, dass „der Iridiumgehalt einen bestimmten Wert überschreitet“. Sie ist eine Schichtfläche an einem Berghang im Nordwesten Tunesiens.

Der Ort heißt El Kef. Die Internationale Stratigraphische Kommission billigte den Vorschlag 1990, die Internationale Union der Geologischen Wissenschaften ratifizierte ihn 1991. Der Grenzpunkt liegt dort an der Basis des „Grenztons“, also genau dort, wo die unterste, an Einschlagsmaterial reiche Ablagerung beginnt. Die Iridiumanomalie, das Massenaussterben planktonischer Foraminiferen und die Störung der Kohlenstoffisotope sind außerordentlich wichtige Erkennungsmerkmale. Aber sie dienen dazu, die Grenze zu erkennen. Sie sind nicht die Grenze selbst.

Diese Unterscheidung wird uns durch den ganzen Beitrag begleiten. Halten wir sie deshalb gleich fest: Die operationale Definition ist eine physische Grenzfläche; die Kriterien sind ein Bündel von Signalen, die einander bestätigen können. Das eine lässt sich nicht gegen das andere austauschen.

Noch etwas widerspricht der ersten Erwartung. El Kef wurde nicht ausgewählt, weil sein Grenzton am dünnsten wäre und einem „Augenblick“ am nächsten käme. Ganz im Gegenteil: Der Grenzabschnitt ist dort recht mächtig ausgebildet. Neue Bohrungen und ältere Aufschlüsse ergeben für den Grenzton eine Dicke von fünfzig bis fünfundfünfzig Zentimetern, während dieselbe Lage in vielen pelagischen Profilen nur Millimeter bis wenige Zentimeter misst. Eine ausgedehnte Abfolge hat ihre Vorzüge: Sie gibt den Veränderungen des allerfrühesten Paläogens Raum, sich aufzuzeichnen.

Nebenbei: Auch „Grenzton“ bezeichnet kein Gestein, das überall auf der Welt nach demselben Rezept zusammengesetzt ist. Der „Fischton“ von Stevns Klint in Dänemark und der Grenzton von El Kef in Nordafrika unterscheiden sich mineralogisch. Montmorillonit, Illit-Montmorillonit-Wechsellagerungen, Kaolinit, Calcit und Eisenoxide kommen in jeweils anderen Anteilen vor. Weltweit miteinander korrelieren lassen sich diese Lagen durch das Zusammenkommen mehrerer Merkmale: ihre stratigraphische Position, Iridium und andere Platingruppenelemente, Impaktglas und Kügelchen, geschockte Minerale sowie ein abrupter biostratigraphischer Wechsel.

Nun zum Iridium. 1980 veröffentlichten vier Forscher einen Aufsatz mit dem Titel „Außerirdische Ursache des Aussterbens an der Kreide-Tertiär-Grenze“. Ursprünglich hatten sie keineswegs nach einer Katastrophe gesucht. Sie wollten Iridium als Zeitmesser verwenden: Kosmischer Staub fällt fortwährend auf die Erde; ein hoher Iridiumgehalt sollte langsame, ein niedriger schnelle Sedimentation anzeigen.

Doch die gemessenen Konzentrationen waren viel zu hoch. An den drei zunächst untersuchten Fundorten enthielt die Grenzschicht etwa dreißigmal, hundertsechzigmal beziehungsweise zwanzigmal so viel Iridium wie die benachbarten Hintergrundsedimente.

Mit „langsamer Sedimentation“ ließ sich diese Größenordnung nicht erklären. Sie verlangte, dass innerhalb sehr kurzer Zeit eine große Menge außerirdischen Materials hinzugekommen war. Die Forscher prüften ausdrücklich auch eine nahe Supernova und schlossen sie als Erklärung aus. Stattdessen schlugen sie diese Kette vor: Einschlag eines großen Asteroiden, weltweite Verdunkelung durch Staub, Zusammenbruch der Nahrungsketten. Ein Indikator, der als Stoppuhr dienen sollte, wurde zum Beleg für ein Ereignis, weil sein Messwert die Skala sprengte.

Wie oft wurde diese Iridiumanomalie später wiedergefunden? Als 2010 eine weltweite Synthese erschien, enthielt die Datenbank der Impaktlagen bereits mehrere Hundert Fundorte der Kreide-Paläogen-Grenze. Die Iridiumanomalie selbst war in über hundert kontinentalen, flachmarinen und tiefmarinen Profilen wiederholt beschrieben worden. Eine wenige Zentimeter dicke Tonschicht wurde an über hundert Orten der Erde unabhängig erkannt. Und erkannt wurde dieselbe Schicht.

2021 kam ein weiterer Befund hinzu: Auch in Bohrkernen aus dem Chicxulub-Krater wurde eine iridiumreiche Lage identifiziert. Das ist entscheidend. Im nächsten Abschnitt werden wir darauf zurückkommen.

Iridium ist nicht der einzige Indikator. Die Hochdruckstrukturen im Schockquarz, die sogenannten planaren Deformationslamellen, verlangen kurzzeitig Drücke weit jenseits dessen, was gewöhnliche Vulkanexplosionen erreichen. Zudem nimmt die Korngröße dieses Quarzes in Grenznähe mit wachsender Entfernung von Yucatán insgesamt ab. Das passt zu einem Feld von Material, das von dort ausgeschleudert wurde.

Nickelreicher Spinell entstand durch Oxidation und Kristallisation geschmolzener Tröpfchen des mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre eintretenden Impaktors. Seine Spurenelemente und Isotope stehen meteoritischem Material näher. Bei Chromisotopen misst man die Isotopenzusammensetzung, nicht bloß die Häufigkeit des Elements. Damit lässt sich die Möglichkeit, „das Iridium stamme aus gewöhnlichem irdischem Vulkanismus“, weiter zurückdrängen.

Ein Indikator verdient eine eigene Erwähnung, denn später wird er uns noch in den Rücken fallen: die Osmiumisotope. Rund um die Grenze verschiebt sich die Osmiumisotopie des Meerwassers zu weniger radiogenen Werten. Darin kann sich ein plötzlicher Materialeintrag abzeichnen.

Doch sowohl außerirdisches Material als auch basaltisches Vulkanmaterial aus dem Erdmantel können niedrige Osmiumverhältnisse liefern. Osmium ist deshalb ein ausgezeichneter globaler Tracer, aber kein Fingerabdruck, mit dem sich allein zwischen „Einschlag oder Vulkanismus“ entscheiden ließe.

Zum Schluss das Alter. Auch in der Ausgabe 2026 der Internationalen Chronostratigraphischen Tabelle ist die Grenze mit genau sechsundsechzig Millionen Jahren angegeben. Das ist ein standardisiertes, gerundetes Grenzalter, kein Messwert eines einzelnen Experiments. Hochpräzise Datierungen liefern andere Zahlen: Ein zusammengefasster Argon-Argon-Wert von 2013 liegt bei ungefähr 66,04 Millionen Jahren, mit einem analytischen Fehler von rund elftausend Jahren beziehungsweise rund dreiundvierzigtausend Jahren, wenn die systematischen Unsicherheiten der Zeitskala mitgerechnet werden.

Wie wurden aus den „fünfundsechzig Millionen Jahren“ im Schulbuch „sechsundsechzig Millionen“? Hier sind mindestens zwei Arten von Revisionen im Spiel. Oft werden sie in einen Topf geworfen.

Die eine geht auf technische Verbesserungen zurück: reinere Einzelminerale, Uran-Blei-Datierungen mit chemischer Abrasion, bessere Massenspektrometrie und bessere Alters-Tiefen-Modelle. Die andere betrifft den Maßstab selbst: Das Alter von Standardmineralen wurde neu kalibriert, die Zerfallskonstanten des Kalium-Argon-Systems wurden miteinander abgeglichen. Solche Änderungen können einen ganzen Satz alter Messdaten gemeinsam verschieben. Das ist etwas anderes, als wenn neue Proben ergeben hätten, die Grenze sei eine halbe Million Jahre älter.

Daraus lässt sich eine Regel machen: Wird ein Alter revidiert, lautet die erste Prüffrage nicht „Wer hat gemessen?“, sondern „Hat sich die Probe geändert oder der Maßstab?“

II Ein Krater, den zuerst eine Ölgesellschaft fand

Der Aufsatz von 1980 postulierte einen Einschlag, hatte aber keinen Krater vorzuweisen. Wo der lag, wusste damals niemand.

Tatsächlich war man schon auf ihn gestoßen. Nur hatte niemand in diese Richtung gedacht. In den Fünfziger- und Sechzigerjahren hatten Bohrungen der mexikanischen staatlichen Ölgesellschaft auf Yucatán ungewöhnliche Brekzien und aus Schmelzen kristallisierte Gesteine angetroffen. Man deutete sie damals als vulkanisch oder als Strukturen des Grundgebirges.

1978 erkannten die Erdölexplorations-Geophysiker Glen Penfield und Antonio Camargo bei einer aeromagnetischen Vermessung eine annähernd kreisförmige Anomalie im Norden Yucatáns. Penfield setzte die magnetische Anomalie vor der Küste mit älteren Schwerefelddaten vom Land zusammen. Daraus ergab sich eine Ringstruktur in der Größenordnung von hundertachtzig Kilometern Durchmesser.

Der unmittelbare Anlass war die Suche nach Erdöl, nicht die Überprüfung der Alvarez-Hypothese. Wieder einmal war der Beleg schon vor der Frage da. Er war nur unter einem anderen Namen abgelegt. Das ist dieselbe Konstellation wie am Anfang des siebzehnten Beitrags: Dort hielt man kleine Körper unter dem Mikroskop für Bakterien, hier eine Ringstruktur für einen Vulkan.

Der Kreis schloss sich erst zehn Jahre später. Penfield hatte versucht, die Aufmerksamkeit von Impaktforschern zu gewinnen. Die eigentliche Wende kam aber erst Ende der Achtzigerjahre und um 1990: In der Karibik und auf Haiti wurden mächtige Schichten von Impaktauswurfmaterial entdeckt. Alan Hildebrand und andere begannen, in der Nähe nach einem großen Krater zu suchen. Der Journalist Carlos Byars gab den Hinweis auf die Anomalie von Yucatán, und Proben aus alten Ölbohrkernen zeigten Schockmetamorphose. 1991 stellten Hildebrand, Penfield, Boynton, Camargo und weitere Forscher Chicxulub offiziell als Kandidaten für den Einschlagskrater an der Kreide-Paläogen-Grenze vor.

Spätere Untersuchungen von Schwerefeld, Magnetfeld und seismischen Reflexionen sowie Bohrungen und petrographische Befunde bestätigten gemeinsam seine Entstehung durch einen Einschlag. Moderne geophysikalische Daten beziffern den Durchmesser meist auf hundertachtzig bis zweihundert Kilometer. Es handelt sich um ein Mehrringbecken mit einem inneren Gipfelring, wie er für große komplexe Einschlagskrater typisch ist.

Der Krater liegt im Norden der Halbinsel Yucatán und im angrenzenden Meeresgebiet. Jüngere Sedimentgesteine bedecken ihn heute; seine Oberkante liegt überwiegend einige Hundert Meter bis etwa einen Kilometer unter der Oberfläche. Deshalb ist oben kein Ring zu sehen. Wann fand der Einschlag statt? Die stärksten zeitlichen Eingrenzungen kommen auf zwei Wegen, die einander ergänzen.

Der eine besteht darin, das Impaktglas direkt zu datieren. Auf der kolumbianischen Insel Gorgonilla sind ungewöhnlich frische Glaskügelchen erhalten. Ihr Argon-Argon-Alter beträgt etwa 66,05 Millionen Jahre, mit einem Fehler von rund einunddreißigtausend Jahren beziehungsweise vierundfünfzigtausend Jahren einschließlich der systematischen Unsicherheiten.

Der andere Weg gleicht Impaktglas aus Haiti, Vulkanaschen aus der Nähe der Grenze in Nordamerika und die Zeitskala der Grenze miteinander ab. Er ergibt ungefähr 66,04 Millionen Jahre. Innerhalb ihrer Fehlergrenzen lassen sich beide Ergebnisse nicht vom offiziellen Grenzalter trennen. Hier soll es aber vor allem um etwas anderes gehen: Der stärkste Beleg dafür, dass „Einschlag und Grenze derselben Ereignislage angehören“, ist nicht das numerische Alter. Es ist die geometrische Beziehung.

Außerhalb des Kraters liegt das Auswurfmaterial des Einschlags unmittelbar auf der biologischen Aussterbegrenze: von den mächtigen Kügelchenlagen im Nahbereich des Golfs von Mexiko bis zum iridiumreichen Ton der Ferne. Im Krater findet sich eine Iridiumanreicherung in den frühesten Sedimenten über Impaktschmelzgestein und Brekzien. Der Befund von 2021 brachte „Entstehung des Meteoritenkraters“ und „Ablagerung der weltweiten Iridiumschicht“ in ein und dieselbe ununterbrochene Schichtenfolge innerhalb des Kraters.

Zahlenalter können gemeinsame systematische Fehler tragen und sich mit einer Neukalibrierung verschieben. Schichtbeziehungen liefern eine andere Art von Randbedingung, die dadurch nicht automatisch umgeschrieben wird. Erosion, Umlagerung und Ablagerungslücken können jedoch unterschiedlich alte Sedimente nebeneinanderbringen. Auch „liegt zusammen“ muss im Zusammenhang der Ablagerungsgeschichte gelesen werden.

Bei den Chicxulub-Bohrungen von 2016 wurden Kerne aus dem Gipfelring gewonnen. 2019 deutete eine Untersuchung rund hundertdreißig Meter davon, bestehend aus Impaktschmelzgestein, Brekzien und rasch abgelagerten Rückfüllsedimenten, als eine Folge, die am Tag des Einschlags und in allerkürzester Zeit danach entstanden war. Sie enthält die Spuren zurückströmenden Meerwassers, von Tsunami-Rückströmen und des Eintrags von Material vom Land.

Die Aussage „gehört zum selben Ereignis wie der Einschlag“ steht auf festem Boden. Einen bestimmten Zentimeter- oder Meterabschnitt in „die soundsovielte Stunde“ umzurechnen, hängt dagegen von sedimentdynamischen Modellen ab und ist wesentlich weniger belastbar.

Ein anderes Profil treibt die Auflösung noch weiter ins beinahe Unglaubliche. In der Ereignislage von Tanis in North Dakota wurden zahlreiche Fische und andere Lebewesen von einer plötzlich auftretenden Schwallwelle verschüttet. Bei ungefähr der Hälfte der untersuchten Fische fanden sich glasige Impaktkügelchen in den Kiemenreusen. Das heißt: Diese Fische waren bereits tot, während die Kügelchen noch aus der Luft oder durch das Wasser herabsanken.

Den Modellen zufolge zeichnet die Lage einen Zeitraum von einigen Dutzend Minuten bis wenigen Stunden nach dem Einschlag auf. Die Verbindung der Kügelchen mit dem Einschlag an der Grenze ist sehr gut belegt. Umstritten bleibt, ob die eintreffende Welle der Tsunami selbst war oder eine von seismischen Wellen angeregte stehende Welle in einem Binnengewässer. Auch die genauen Ankunftszeiten der einzelnen Wellenzüge sind nicht geklärt.

Eine Studie von 2022 untersuchte Knochenmaterial von drei Löffelstören und drei Stören. Wachstumslinien, Veränderungen der Knochenzellen und Kohlenstoffisotope deuteten auf den Frühling der Nordhalbkugel. Das sind einander ergänzende Spuren aus demselben Materialbestand, nicht drei voneinander unabhängige Wiederholungen des Ereignisses. Nach dieser Deutung begann auf der Nordhalbkugel an jenem Tag vor 66 Millionen Jahren gerade der Frühling.

Material mit einer Auflösung unterhalb eines Jahres ist selten. Es verrät uns nicht, welches Jahr jenes Jahr war: Der Fehlerbalken um die sechsundsechzig Millionen Jahre ist noch immer Zehntausende Jahre breit. Doch irgendwo innerhalb dieser Zehntausende Jahre gibt es einen Tag, dessen Jahreszeit wir bestimmen können.

III Worauf es traf, zählt mehr als die Wucht

Wie viel Energie ein Körper von rund zehn Kilometern Durchmesser freisetzt, wenn er mit kosmischer Geschwindigkeit einschlägt, lässt sich berechnen. Sogar ziemlich genau. Worauf dieser Abschnitt hinauswill, ist jedoch: Die Energie ist nicht die Größe, die über die Folgen entscheidet. Jedenfalls nicht die einzige.

Der Einschlagsort war kein blanker Granitblock. Er war eine flachmarine Karbonatplattform: mächtige Karbonatgesteine mit eingelagerten schwefelreichen Evaporiten, insbesondere Anhydrit, dazu organische Substanz und kohlenwasserstoffbildendes Material.

Stoßwellen können Kohlendioxid aus Karbonaten austreiben. Sie können Sulfate verdampfen und zerlegen, sodass schließlich schwefelhaltige Gase und Sulfataerosole entstehen. Und Sulfataerosole gehören zu den Hauptakteuren des Impaktwinters.

Damit haben wir ein Problem: Ausgerechnet die entscheidenden ursprünglichen Sedimentschichten im Zentrum des Einschlags sind verdampft, aufgeschmolzen oder fortgeschleudert worden. „Wie viel Prozent des insgesamt getroffenen Gesteinsvolumens bestanden eigentlich aus Anhydrit?“ Kein unversehrter Bohrkern kann das unmittelbar beantworten. Es lässt sich nur aus regionaler Stratigraphie und numerischen Modellen zurückrechnen. Der Anteil der verschiedenen Zielgesteine ist deshalb selbst ein Teil der Unsicherheit über die freigesetzten Mengen. Er ist keine Eingangsgröße, die man vorab festlegen und dann bloß noch in eine Folgenrechnung einsetzen könnte.

Wie viel daran zahlenmäßig hängt, zeigt die Geschichte der Schwefelschätzungen. Neuere Hochdruck-Impaktmodelle hatten eine schlagartige Freisetzung von etwa dreihundertfünfundzwanzig Milliarden Tonnen Schwefel und vierhundertfünfundzwanzig Milliarden Tonnen Kohlendioxid ergeben; beim Schwefel lag der Fehler bei rund hundertdreißig Milliarden Tonnen. Noch ältere Modelle spannten einen weiteren Bereich auf.

2025 wurde die Menge anhand von Schwefelisotopen aus fünf nordamerikanischen Grenzprofilen und einer Schwefel-Massenbilanz neu zurückgerechnet. Das Ergebnis lag bei rund siebenundsechzig Milliarden Tonnen, mit einer Schwankungsbreite von etwa neununddreißig Milliarden Tonnen, also zwischen achtundzwanzig und hundertsechs Milliarden Tonnen. Der neue Wert entspricht ungefähr einem Fünftel mancher großer Modellwerte aus den letzten Jahren.

Dieser Abstand sagt nicht, wer falsch gerechnet hat. Er sagt: Die Einschlagsenergie ist weit besser bestimmt als die Menge an Schwefel, die tatsächlich ins Klimasystem gelangte. Und eben diese zweite Zahl braucht das Klimamodell.

Hier begegnet uns dieselbe Konstellation wie bei den magmatischen Großprovinzen: Über die Folgen entscheidet nicht nur, wie viel Energie vorhanden ist, sondern auch, worauf sie trifft. Fiele dieselbe Energie auf ein schwefelarmes kristallines Grundgebirge oder in ein tiefes Meer, sähen die weltweiten Sulfataerosol- und Rußlasten ganz anders aus.

Auch der Winkel mischt mit. Eine dreidimensionale numerische Simulation von 2020 verglich die Asymmetrie der Kraterstrukturen mit möglichen Einschlagsbahnen. Am besten passte ein relativ steiler Einschlag unter etwa fünfundvierzig bis sechzig Grad zur Horizontalen, ungefähr aus Nordosten kommend.

Dieser Winkel liegt nahe dem Bereich, in dem tief liegendes schwefel- und karbonatreiches Zielgestein besonders effizient in die Atmosphäre geschleudert werden kann. Doch das ist ein Ergebnis struktureller Rückrechnung und hydrodynamischer Simulation, kein direkt messbarer Einfallswinkel aus der Vergangenheit.

Nun zum „Impaktwinter“. Hinter dem Wort stehen eigentlich drei verschiedene Dinge, deren Beleglage jeweils unterschiedlich stark ist.

Das erste ist feiner Silikatstaub. 2023 setzte eine Studie die tatsächlich gemessene Korngrößenverteilung von Grenzsedimenten in ein Klimamodell ein und rückte damit den Feinstaub wieder stärker ins Zentrum: Mikrometergroße Staubpartikel können jahrelang in der Atmosphäre bleiben. Im Modell sank die globale mittlere Oberflächentemperatur zeitweise um etwa fünfzehn Grad Celsius; die für Photosynthese nutzbare Sonnenstrahlung kam für ungefähr zwei Jahre nahezu zum Erliegen, und die Klimawirkung des Feinstaubs konnte über ein Jahrzehnt anhalten. „Es gab große Mengen Impaktstaub“ ist eine robuste Aussage. Die Größen „fünfzehn Grad“, „zwei Jahre“ und „über ein Jahrzehnt“ reagieren empfindlich auf Korngröße, Eintragshöhe und Klimamodell.

Das zweite sind Sulfataerosole. Ältere Modelle setzten Schwefelmengen an, die ein Mehrfaches der neuen Schätzung betrugen, und erhielten eine außerordentlich starke, jahrelange Abkühlung. Die erheblich niedrigere Schätzung von 2025 hebt diesen Mechanismus nicht auf. Sie schwächt aber die Version deutlich, in der „Schwefel allein die gesamte Dunkelheit und Kälte verursacht“, und erhöht das relative Gewicht von Staub und Ruß.

Das dritte ist Ruß. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Verbrennungsprodukte in den Grenzsedimenten und im Krater belegen ausgedehnte Verbrennung bei hohen Temperaturen. Organisch-geochemische Untersuchungen von Krater- und Fernsedimenten zeigten 2020 jedoch, dass ein beträchtlicher Teil des Rußes besser zur raschen Pyrolyse organischer Sedimentsubstanz und von Kohlenwasserstoff-Muttergesteinen am Einschlagsort passt als dazu, dass „alle Wälder der Erde gleichzeitig brannten“. „Ruß gelangte in die globale Atmosphäre“ ist sehr gut belegt. „Der Ruß stammte überwiegend aus weltweiten Flächenbränden“ ist erheblich schwächer belegt. Oft werden diese beiden Sätze wie ein einziger behandelt.

Ob es weltweite Flächenbrände gab, ist selbst noch umstritten. Frühe Modelle schlugen vor, der Infrarot-Wärmeimpuls wieder eintretenden Auswurfmaterials habe ausgereicht, die Vegetation auf der ganzen Erde zu entzünden. Die Gegenseite verwies darauf, dass die Holzkohle in vielen nichtmarinen Grenzlagen nicht die erwartete, weltweit einheitliche Häufigkeit erreiche und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe auch aus Kohlenwasserstoffen des Zielgebiets stammen könnten.

2026 legten neue Wärmestrahlungssimulationen nahe, dass der nach dem Einschlag verbleibende dichte Staubschleier die Aufnahme der Wärme wieder eintretender Kügelchen und die Abstrahlung nach unten verstärken konnte. Die Wärmebelastung an der Oberfläche wäre dann mehrfach höher als in Rechnungen, die nur die Kügelchen berücksichtigen. Damit würden ausgedehnte, vielleicht nahezu weltweite Brände wieder möglich. Das ist ein sehr neues numerisches Ergebnis eines einzelnen Teams. Man darf daraus kein Ende der Debatte machen.

Die übrigen Folgen können wir rascher durchgehen. Ein großer, sich weltweit ausbreitender Tsunami ergibt sich im Nahbereich zwangsläufig aus der Einschlagsdynamik. Rund um den Golf von Mexiko sind enorme Mächtigkeiten umgelagerter Sandsteine, Pflanzenreste vom Land und Hinweise auf zurückströmendes Wasser erhalten.

Modelle schätzen die lokal auf Küsten treffenden Wellen auf etwa fünfzig bis hundert Meter, in manchen Szenarien auf hundert bis dreihundert Meter. Globale Modelle beziffern die anfängliche Tsunami-Energie auf bis zu etwa das Dreißigtausendfache des Tsunamis im Indischen Ozean von 2004. Die in die Erdkruste eingekoppelte Einschlagsenergie entspricht einem extremen Erdbeben mit einer Momenten-Magnitude um zehn. Das ist allerdings eine Energieumrechnung, kein Messwert eines urzeitlichen Seismographen.

Mit Schwefel- und Stickoxiden kommt saurer Regen, über Monate bis Jahre hinweg. Die Pufferkapazität des riesigen Ozeans bedeutet jedoch, dass „die ganze Tiefsee wurde auf einen Schlag stark sauer“ nicht zutrifft. Untersuchungen unter anderem zu Borisotopen deuteten 2019 auf eine rasche Versauerung des Oberflächenwassers nach der Grenze hin. Das ist ein wesentlich direkterer Nachweis als die bloße Vermutung aus dem Schwefelgehalt des Zielgesteins, „es werde wohl sauren Regen gegeben haben“.

Es gibt auch einen gegenläufigen Effekt: Das beim Einschlag schlagartig freigesetzte Kohlendioxid und die erhitzte und verbrannte organische Substanz hinterlassen nach der anfänglichen Kälte einen Treibhauseffekt auf Zeitskalen von Hunderten bis über tausend Jahren. In älteren Rechnungen blieb die langfristige Erwärmung allein durch das Impakt-Kohlendioxid häufig unter einem Grad Celsius. „Erst kalt, dann warm“ ist physikalisch plausibel. Das Ausmaß sollte man nicht als gesicherte Zahl hinschreiben.

IV Die andere Ursache war die ganze Zeit da

Wechseln wir nun die Seite.

Im Westen Indiens liegt ein Basaltgebiet, von dem etwa fünfhunderttausend Quadratkilometer erhalten sind. Seine ursprüngliche Ausdehnung wird meist auf eine bis anderthalb Millionen Quadratkilometer rekonstruiert, bisweilen auf noch mehr. Das erhaltene und hochgerechnete gesamte Eruptionsvolumen liegt in der Größenordnung von einer Million Kubikkilometern. In den Hauptprofilen der Westghats stapeln sich Laven mehrere Tausend Meter hoch. Einzelne gewaltige Lavaeinheiten können sich seitlich über Hunderte bis über tausend Kilometer erstrecken.

Das ist der Dekkan-Trapp. Er ist eine typische kontinentale Flutbasaltprovinz: kein einzelner Vulkan, keine einzelne Eruption, sondern eine lange Phase vulkanischer Aktivität, zusammengesetzt aus zahllosen Lavaeinheiten und Ruhepausen. Die entscheidende zeitliche Tatsache passt in einen Satz: Er begann vor dem Einschlag und ging nach dem Einschlag weiter.

Hochpräzise radiometrische Datierungen und Paläomagnetik begrenzen das Hauptvolumen auf ein Zeitfenster von ungefähr einer Million Jahren, von der jüngsten Kreide bis ins früheste Paläozän. Eine neue paläomagnetische Synthese von 2026 verortet die Hauptphase auf einer Skala von siebenhunderttausend bis achthunderttausend Jahren und bestätigt, dass die Eruptionen die Grenze überspannten.

Die Grenze selbst liegt in einem Abschnitt umgekehrter magnetischer Polarität. So lassen sich auch weit voneinander entfernte Lavafolgen in einen gemeinsamen Rahmen einhängen. Doch die Paläomagnetik liefert nur Reihenfolge und grobes Gerüst: Eine Polaritätszone kann Hunderttausende Jahre dauern. Sie ist keine Stoppuhr für Jahrtausende. Die eigentliche Uneinigkeit liegt zwischen zwei anderen Stoppuhren. 2019 erschienen ihre jeweiligen Ergebnisse in derselben Ausgabe einer Fachzeitschrift.

Die eine ist die Uran-Blei-Uhr im Zirkon. Basalt selbst enthält selten Zirkone, die für hochpräzise Uran-Blei-Datierungen geeignet wären. Deshalb nutzen die Forscher vor allem Vulkanaschen, Roterdehorizonte oder zirkonführende pyroklastische Lagen zwischen den Lavaströmen, um ein Altersmodell der Schichtenfolge aufzubauen. Die Isotopenmessung an einem einzelnen Zirkonkorn kann sehr präzise sein. Aber sein Kristallisations- oder Ablagerungsalter muss erst noch in die tatsächlichen Eruptionsalter der Basalte darüber und darunter übersetzt werden.

Die andere ist die Argon-Argon-Uhr. Dafür werden kaliumreiche Plagioklase und andere Minerale direkt aus den Basaltströmen des Dekkan herausgetrennt und datiert. Der Bezug zwischen Alter und konkretem Lavastrom ist damit unmittelbarer. Das absolute Alter hängt jedoch von den Monitorstandards und der Kalibrierung des Kalium-Zerfallssystems ab. Außerdem wirken sich der geringe Kaliumgehalt junger Basalte, Alteration und überschüssiges Argon aus.

Beide Uhren erreichen für sich eine Präzision von einigen Zehntausend Jahren. Will man aber zwei „absolute Uhren“ auf wenig mehr als zehntausend Jahre genau miteinander vergleichen, darf man ihre systematischen Fehler nicht weglassen.

Die Ergebnisse sahen so aus: Die Uran-Blei-Gruppe rekonstruierte ungefähr vier volumenreiche Eruptionsphasen. Nach ihrer Deutung hatten bedeutende Eruptionspulse schon vor der Grenze begonnen; die Grenze selbst lag relativ weit oben in der Hauptabfolge des Dekkan. Verknüpfte man ihr Altersmodell mit der damaligen Volumenrekonstruktion, konnte der bereits vor der Grenze ausgeflossene Anteil an die Hälfte heranreichen.

Auch die Argon-Argon-Gruppe kam zu dem Schluss, dass mehr als neunzig Prozent des Hauptvolumens in weniger als ungefähr einer Million Jahren eruptiert waren. Ihre rekonstruierte Zeit-Volumen-Kurve verlief aber wesentlich kontinuierlicher als „vier getrennte Pulse“. Dieses Modell verlegte ungefähr drei Viertel des Hauptlavavolumens hinter die Grenze und ein Viertel davor. Es leitete daraus einen Anstieg des mittleren Lavaflusses nach der Grenze ab.

Der wichtigste Widerspruch zwischen den beiden gleichzeitig erschienenen Arbeiten lautete deshalb nicht „Überspannte der Dekkan die Grenze?“ Darin waren sie sich einig. Er lautete: Wo liegt die Grenze in diesem Lavastapel, und wurde der Volumenfluss nach dem Einschlag neu geordnet?

2021 wurden beide Datensätze und die Verfahren zur Berechnung der Eruptionsraten erneut bewertet. Das Ergebnis: Die Differenz war nicht verschwunden. Aus einzelnen Alterspunkten einen „momentanen Eruptionsfluss“ abzuleiten, hängt stark vom Alters-Tiefen-Modell, von den Volumenschätzungen der einzelnen Schichtglieder und davon ab, ob Altersunsicherheiten in Ruhephasen umgedeutet werden.

Dieselben Altersdaten können unter verschiedener statistischer Behandlung pulsartig oder eher kontinuierlich aussehen. Der Konflikt von 2019 lässt sich deshalb nicht einfach darauf reduzieren, dass „eine der Arbeiten später als Fehlmessung entlarvt wurde“.

Arbeiten von 2025 und 2026 haben die Differenzen im großen Rahmen eingeengt. Der Abgleich astronomischer Zyklen mit marinen Aufzeichnungen stützt zusätzlich, dass es bereits etwas mehr als dreihunderttausend Jahre vor der Grenze eine schwefelreiche Eruptionsphase gab.

Neue räumlich-zeitliche Volumenrekonstruktionen sprechen zugleich dafür, dass ein erheblicher Anteil der vulkanischen Aktivität nach der Grenze weiterging. Die Paläomagnetik engt die Hauptphase auf siebenhunderttausend bis achthunderttausend Jahre ein. Doch bei den Fragen „Lag nun etwa die Hälfte oder etwa ein Viertel des Volumens vor dem Einschlag?“ und „Gab es danach einen wirklich sprunghaften Wechsel der Eruptionsrate?“ sind die verschiedenen Methoden auch 2026 noch nicht auf einen gemeinsamen Prozentsatz zugelaufen.

Wie viel Gas setzte der Dekkan frei? Dafür sollte man besser nicht nur eine Zahl nennen. Die Schätzungen der gesamten Kohlendioxidmenge erstrecken sich über mindestens eine Größenordnung. Weiter gefasste Modelle reichen von mehreren Billionen bis zu mehreren Dutzend Billionen Tonnen. Bezieht man Entgasung tief liegender Magmen und Intrusionen ein, kann die Menge noch höher liegen.

Eine Untersuchung von Schmelzeinschlüssen in Olivin aus dem Jahr 2021 grenzte den Kohlendioxidgehalt früher Dekkan-Magmen direkt ein. Dabei zeigte sich jedoch, dass eine einfache Rechnung mit dem heute erhaltenen Lavavolumen nicht unbedingt genug Entgasung ergibt, um die gesamte Erwärmung im späten Maastrichtium allein zu erklären. Das deutet darauf hin, dass womöglich schon vor den Eruptionen, während des Magmatransports in der Tiefe, große Mengen Kohlendioxid entwichen.

Hier lauert ein leicht zu begehender Vergleichsfehler. Die Hunderte Milliarden Tonnen Kohlendioxid des Einschlags wurden innerhalb von Stunden bis Tagen freigesetzt. Der Dekkan konnte insgesamt weit mehr liefern. Doch diese Menge verteilte sich über Hunderttausende bis eine Million Jahre.

Die Klimafolgen hängen nicht nur von der Gesamtmenge ab, sondern auch von der Freisetzungsrate und der Reaktion des Kohlenstoffkreislaufs. Ozean und Silikatverwitterung nehmen langsame Einträge teilweise auf; sehr hohe Flüsse können abrupte Veränderungen bewirken. „Der Dekkan setzte insgesamt viel mehr Kohlendioxid frei“ kann deshalb stimmen, ohne einen stärkeren kurzfristigen Antrieb als den Einschlag zu bedeuten.

Für Schwefel gilt dasselbe. Schätzungen aus Schmelzeinschlüssen ergeben, dass typische Dekkan-Basalte pro eruptiertem Kubikkilometer etwa dreieinhalb Millionen Tonnen Schwefeldioxid freisetzten. In schwefelreichen Szenarien können es über fünf Millionen Tonnen sein.

Einige der schwefelreichsten Laven vor der Grenze hatten einen deutlich höheren ursprünglichen Schwefelgehalt als viele Laven danach. Über die ganze Zeit aufintegriert mag die Menge enorm sein. Aerosole leben jedoch nur auf der Skala von Jahren. Entscheidend für die Abkühlung ist daher: „Wie viele Kubikkilometer wurden binnen Jahren bis Jahrzehnten eruptiert, und wie viel Schwefel gelangte in die Stratosphäre?“ Ausgerechnet diese beiden Größen lassen sich aus den erhaltenen Aufzeichnungen von Flutbasalten am schwersten rekonstruieren.

Aufschlussreicher ist der Gegensatz zwischen einem gewaltigen Einschlagspuls und wiederholten Vulkanpulsen über Hunderttausende Jahre. Die Gesamtmengen lassen sich vergleichen, sagen allein aber noch nichts Verlässliches über die Klimafolgen, solange Freisetzungszeiten und weiteres Schicksal der Gase fehlen.

Zuletzt die Umweltstörung vor der Grenze. Sie liefert das belastbarste Material dafür, dass „der Dekkan Wirkung zeigte“. Mehrere marine Sauerstoffisotopenreihen weisen eine Erwärmung im späten Maastrichtium aus. Sie begann oder erreichte ihren Höhepunkt ungefähr hundertfünfzigtausend bis dreihunderttausend Jahre vor der Grenze. Für die globale beziehungsweise tiefmarine Erwärmung werden zweieinhalb bis fünf Grad Celsius veranschlagt. Danach folgte auf dem Weg zur Grenze wieder eine Phase der Abkühlung.

Zeitlich überschneidet sie sich mit dem Beginn der Haupteruptionen des Dekkan. Diese Korrelation steht vergleichsweise fest. Die quantitative Zuordnung der gesamten Erwärmung zu einer bestimmten Lavastromgruppe des Dekkan wird dagegen durch Unsicherheiten der Zeitskala und der Kohlendioxid-Freisetzungsrate begrenzt.

Quecksilberanomalien werden oft als Stellvertreter für Vulkanaktivität verwendet, denn große Vulkane setzen auch heute tatsächlich viel Quecksilber frei. Aus mehreren marinen Profilen des späten Maastrichtiums wurden solche Anomalien berichtet; einige Quecksilbermaxima fallen zudem mit Warmphasen zusammen. Quecksilber kann aber bei der Diagenese, bei Änderungen der Redoxbedingungen und des Tongehalts sowie durch Verwitterung verlagert werden. Zwischen „Es gibt eine Quecksilberanomalie“ und „Jede Quecksilberspitze ist eine Dekkan-Eruption“ liegen mehrere Stufen.

V Zwei Kausaldiagramme

Legen wir die zeitlichen Beziehungen beider Seiten nebeneinander, bleibt als festestes Gefüge: Der Dekkan begann zuerst. Der Einschlag fiel in seine Haupteruptionsphase. Danach ging der Dekkan weiter.

Weder hochpräzise radiometrische Alter noch Paläomagnetik oder marine Klimaaufzeichnungen stützen die Vorstellung, „der Dekkan habe erst nach dem Einschlag plötzlich aus dem Nichts begonnen“. Die Haupteruptionen setzten mindestens einige Hunderttausend Jahre vorher ein und reichten noch einige Hunderttausend Jahre über die Grenze hinaus. In dieses Gefüge lassen sich zwei unterschiedliche Kausaldiagramme einzeichnen.

Diagramm eins enthält zwei voneinander unabhängige Pfeile: Dekkan-Vulkanismus führt zu Umweltstress, Chicxulub führt zu Umweltstress. Beides überlappt sich zeitlich, hat aber nichts miteinander zu tun.

Diagramm zwei hat einen Pfeil mehr: Chicxulub führt zu einem Zustandswechsel des Dekkan, der Zustandswechsel wiederum zu zusätzlichem vulkanischem Klimaantrieb. Zugleich bleiben die direkten Klimawirkungen des Einschlags erhalten.

Das zweite Diagramm kommt nicht aus dem Nichts. 2015 wurde vorgeschlagen, die von Chicxulub ausgelösten starken globalen Erdbebenwellen könnten beim Durchgang durch Indien die Kluftdurchlässigkeit, das Aufschäumen von Magma und dessen Transport in Gängen in einem bereits kritischen Magmasystem verändert haben. Achten wir auf die Form dieser Behauptung: Es geht nicht darum, eine Vulkanprovinz aus dem Nichts zu erschaffen. Ein schon aktives System soll von einem Eruptionszustand in einen anderen umgeschaltet worden sein.

Ist das physikalisch möglich? Numerischen Abschätzungen zufolge könnten die Erdbebenwellen von Chicxulub bei ihrer Ankunft im Dekkan noch eine dynamische Energiedichte in der Größenordnung von 0,1 bis einem Joule pro Kubikmeter gehabt haben. In heutigen Vulkan- und Geothermalsystemen wurde tatsächlich beobachtet, dass starke Erdbeben aus großer Entfernung Mikrobeben, Durchlässigkeitsänderungen und kleinere Eruptionen auslösen. „Ein fernes starkes Erdbeben stört ein kritisches Magmasystem“ widerspricht also nicht der Physik.

Doch von heutigen Systemen mit einigen Dutzend bis einigen Hundert Kubikkilometern auf eine Flutbasaltprovinz von rund einer Million Kubikkilometern zu schließen, überspringt einen gewaltigen Größenunterschied. Physikalisch möglich heißt nicht historisch geschehen.

Die Belege für Diagramm zwei betreffen vor allem die Eruptionsrate. Eine Synthese kam zu dem Urteil, der Lavafluss habe sich nach dem Einschlag auf das Zwei- bis Dreifache erhöht. Dass die Argon-Argon-Gruppe ungefähr drei Viertel des Hauptlavavolumens hinter die Grenze legte, weist in dieselbe Richtung. 2018 wertete zudem eine Studie Schwerefeldanomalien des Meeresbodens weltweit aus und schlug eine Zunahme magmatischer Aktivität an mittelozeanischen Rücken um die Grenze vor. Das könnte ein weiteres Beispiel dafür sein, dass dieselben Erdbebenwellen in Dekompressions-Schmelzsystemen rund um den Globus zusätzliche Magmabildung auslösten.

Das Problem liegt an zwei Stellen. Erstens rekonstruierte die Uran-Blei-Gruppe nicht denselben Verlauf der Eruptionsrate. Zweitens ist die Auflösung des Belegs von den mittelozeanischen Rücken erheblich gröber als die augenblickliche Zeitskala des Einschlags: das Alter der ozeanischen Kruste, die Sedimentbedeckung, die Spreizungsrate und die Rückrechnung von Schwerefeldanomalien auf Lavavolumen.

Am schwersten wiegt aber die Zeitpräzision selbst. Es wurde vorgeschlagen, das Magmasystem des Dekkan habe innerhalb von fünfzigtausend Jahren nach dem Einschlag seinen Zustand gewechselt. Das klingt nah.

Doch die Unsicherheiten verschiedener Zeitskalen, der Volumina von Lavastromgruppen und der Modelle für Ruhepausen liegen selbst in der Größenordnung von Zehntausenden Jahren. Die Aussage „Der Zustandswechsel lag null bis fünfzigtausend Jahre nach dem Einschlag“ hat dieselbe Größenordnung wie ihr eigener Fehler. Mit einer solchen Zahl lässt sich keine Kausalrichtung bestimmen. Noch etwas muss klar ausgesprochen werden, weil es oft unter den Tisch fällt: „Reiner Zufall“ ist eine wirkliche Nullhypothese.

Die Literatur, die den Einschlag als Hauptursache betrachtet, braucht keinen durch den Einschlag ausgelösten Dekkan. Der Dekkan kann unabhängig durch Prozesse der Indischen Platte und des Erdmantels begonnen haben und weitergegangen sein. Chicxulub wäre dann schlicht zufällig in dieses ungefähr eine Million Jahre lange vulkanische Fenster gefallen.

Dass die von zahlreichen Autoren verfasste Synthese von 2010 und Klima- und Ökologiemodelle seit 2020 trotzdem den Einschlag als Hauptursache ableiten können, liegt gerade daran, dass sie „Vulkanismus findet statt“ als Hintergrundantrieb behandeln, den scharfen Zeitpunkt des Aussterbens dagegen der Impaktlage zuordnen. Logisch heißt das: „Eine Kopplung ist nicht notwendig.“ Aber ist „zeitlich so nahe beieinander“ nicht schon selbst ein Beleg?

Das hängt von der Frage ab. Dauerte die Hauptphase des Dekkan siebenhunderttausend bis eine Million Jahre und fiel Chicxulub in dieses Fenster, dann hängt die statistische Überraschung über die „Überlappung beider Ereignisse“ ganz davon ab, mit welchem Zeitfenster man das Ereignis einer magmatischen Großprovinz definiert.

Umgekehrt lässt sich eine Änderung des Eruptionsflusses innerhalb einiger Zehntausend Jahre nach einem Einschlag nur dann als Auslösung identifizieren, wenn sie nachweislich die spontanen Schwankungen des Vulkansystems übersteigt und mehrere unabhängige Uhren sie übereinstimmend nach dem Einschlag einordnen. Die zweite Bedingung ist bislang nicht erfüllt. An dieser Stelle können wir drei Positionen nebeneinanderstellen und jeder ihre stärkste Fassung geben.

Die erste sieht im Einschlag die Hauptursache. Ihre stärkste Fassung braucht überhaupt keine Kopplung: Globale Auswurflage, Iridiumschicht im Krater und Aussterbelage sind innerhalb der heutigen Auflösung gleichzeitig. Der Dekkan dauerte dagegen länger, lag vor wie nach dem Aussterben und ging nicht in jeder großen Eruptionsphase mit einem biologischen Aussterben vergleichbaren Ausmaßes einher. Genau so war die Synthese von 2010 aufgebaut.

Die zweite sieht im Dekkan die Hauptursache. Ihre stärkste Fassung muss den Einschlag nicht bestreiten: Die spätmaastrichtische Erwärmung ist empirisch belegt, die Quecksilberanomalien sind empirisch belegt, und im Uran-Blei-Altersmodell sind auch Eruptionspulse mit hohem Fluss vor der Grenze empirisch belegt. Diese Position lautet, der vulkanisch verursachte Umweltstress habe das System schon vor dem Einschlag über die Schwelle getrieben.

Diese Seite weist zudem auf etwas hin, das tatsächlich stimmt: Die Stratigraphie im Nahbereich ist kompliziert. Manche Profile am Golf von Mexiko enthalten mehrere Kügelchenlagen. Tsunamis, Erosion und Umlagerung machen es riskant, „alle kügelchenreichen Lagen als einen einzigen Augenblick zu behandeln“.

Diese Warnung ist berechtigt. Die starke Fassung jedoch, die das gesamte Hauptaussterben vor den Einschlag verlegt, wurde durch die hochpräzisen Alter von 2013 und die Iridiumlage im Krater von 2021 erheblich geschwächt.

Die dritte Position nimmt ein Zusammenwirken an. Innerhalb dieser Gruppe sind die Unterschiede beträchtlich. Manche gehen davon aus, dass der Dekkan zunächst langfristige Erwärmung, Versauerung und ökologischen Druck erzeugte und der Einschlag den letzten, extrem kurzen Stoß versetzte.

Andere nehmen an, der Einschlag habe zuerst das Hauptaussterben verursacht und anschließend durch eine Auslösung des Dekkan den weiteren Druck verstärkt. Wieder andere Arbeiten erkennen etwa in der Antarktis mehr als einen Puls biologischer Krise und versuchen, sie vulkanischer Erwärmung beziehungsweise dem Einschlag an der Grenze zuzuordnen. Gemeinsam ist ihnen, dass sie dem jeweils anderen Prozess nicht jede Umweltwirkung absprechen.

VI Was eine Entscheidung braucht und was hier fehlt

Die vorangehenden Abschnitte haben das Material ausgebreitet. Jetzt geht es um die Methode: Welche Belege wären nötig, um die Ursachen auseinanderzuhalten? Es gibt vier Arten. Sehen wir uns nacheinander an, was sie hier leisten können.

Die erste Belegart liefern Zeitfenster ohne Überlappung. Im Idealfall liegt das Aussterben innerhalb des wirksamen Zeitfensters von Ursache A, während Ursache B noch gar nicht begonnen hat oder schon vorbei ist. Dann kann die Zeit selbst beide trennen.

Am Ende der Kreide ist diese Bedingung nicht erfüllt. Chicxulub und die Aussterbelage liegen äußerst eng beieinander. Aber auch der Dekkan-Vulkanismus und die spätmaastrichtische Umweltstörung hatten bereits eingesetzt. Deshalb müssen wir getrennt benennen, was zeitliche Präzision hier leisten kann und was nicht.

Sie reicht aus, um der starken Fassung zu widersprechen, „Chicxulub liege Hunderttausende Jahre vor der Grenze und habe mit dem Hauptaussterben nichts zu tun“. Denn absolute Alter des Impaktglases, die weltweite Auswurflage und die Iridiumschicht im Krater heften den Einschlag an die Grenze. Ebenso reicht sie aus, um „der gesamte Dekkan entstand erst nach dem Einschlag“ zu widerlegen: Große Lavamengen und die spätmaastrichtische Erwärmung liegen eindeutig davor.

Allein mit Daten lässt sich „siebzig Prozent Einschlag, dreißig Prozent Vulkanismus“ nicht beantworten: Vulkanische Wirkungen überlagern sich mit dem Hintergrund vor dem Einschlag. Genauere Zeiten schließen oft Szenarien aus; sie liefern nicht automatisch die Anteile der Ursachen. Dafür braucht man zusätzlich Wirkmechanismen, Belastungen und ökologische Reaktionen sowie eine Prüfung der Annahmen. Szenarien auszuschließen und Beiträge zu gewichten sind verschiedene Aufgaben.

Die zweite Art ist das Muster der Selektivität. Es kommt einer Kausalprüfung näher als „Es geschah gleichzeitig“, denn verschiedene Mechanismen sagen verschiedene Listen von Toten voraus.

Ein kurzes, heftiges Ereignis aus Dunkelheit und Kälte sollte besonders jene Organismen treffen, die unmittelbar von lebender photosynthetischer Primärproduktion abhängen, nicht lange fasten können, weder Samen noch Detritus als Ersatznahrung haben und viel Nahrung brauchen. Langfristige Erwärmung und chronischer Kohlendioxidantrieb sollten dagegen eher Muster erzeugen, die mit Hitzetoleranz, Breitengrad, Temperatur des Lebensraums, Stoffwechsel, Sauerstoffverlust im Meer und Empfindlichkeit gegen Versauerung zusammenhängen.

Wie sieht die tatsächliche Liste aus? Marinen Planktonorganismen, Ammoniten und großen terrestrischen Nahrungsnetzen, die von photosynthetischen Nahrungsketten abhingen, wurde schwer zugesetzt. Detritusbasierte Nahrungsnetze im Süßwasser, viele Schildkröten, Krokodilartige und Amphibien waren vergleichsweise abgepuffert. Das ist sehr gut mit einem plötzlichen Zusammenbruch der Lichtversorgung vereinbar.

Doch auch Versauerung trifft marine Kalkbildner selektiv. Auch vulkanische Schwefelpulse können kurzfristig abkühlen. Auch das Kohlendioxid des Dekkan kann Klima- und Versauerungsstress erzeugen. „Die Selektivität passt zum Impaktwinter“ bedeutet nicht, „nur ein Impaktwinter könnte sie erzeugen“.

Die dritte Art ist das räumliche Muster. Theoretisch müssten mechanische Verwüstung, Wärmeimpuls und Tsunami von Chicxulub mit der Entfernung vom Krater deutlich abnehmen. Staub und Aerosole in der Stratosphäre würden sich dagegen global verteilen. Auch der Klimaantrieb des Dekkan kann global werden. Langfristige Erwärmung zeigt jedoch gewöhnlich Unterschiede nach Breitengrad, zwischen Land und Meer und nach Meerestiefe.

Theoretisch können wir also fragen: Breitete sich das Aussterben vom Golf von Mexiko nach außen aus? Bot eine hohe geographische Breite einen Puffer? Waren Tiefseebenthos und oberflächennahes Plankton gleichzeitig betroffen?

Praktisch liegt das Problem darin, dass die Altersfehler der meisten Fossilprofile weit größer sind als die Ausbreitungszeit von Stoßwellen, Tsunamis und selbst des Impaktwinters. Die enorm mächtigen Auswurf- und Tsunamisedimente am Golf von Mexiko sind deutlich stärker ausgeprägt als im Fernbereich. Das ist der räumliche Fingerabdruck des Einschlags. Fragt man aber, „starb eine bestimmte Gruppe in der Antarktis zweitausend Jahre später aus als in Nordamerika oder gleichzeitig?“, dann übersteigen die Korrelationsfehler der meisten Profile bereits die Differenz, die man messen möchte.

Die vierte Art ist die Abfolge ökologischer Reaktionen. Die ideale Sequenz eines Impaktwinters lautet: Die photosynthetischen Primärproduzenten brechen rasch ein, danach gehen die Bestände von Pflanzenfressern und Filtrierern zurück, anschließend folgen Konsumenten höherer trophischer Ebenen. An Land kollabieren Wälder, und sporenbildende Pflanzen erzeugen eine „Farnspitze“. Im Wasser bestehen Detritusketten vergleichsweise fort.

Die Aufzeichnungen mariner planktonischer Foraminiferen, kalkigen Nannoplanktons und terrestrischer Pollen stützen tatsächlich eine Neuordnung der Primärproduktionssysteme an der Grenze. Sedimentdurchmischung und zeitliche Mittelung der Fossilien erlauben aber meist nur, „vor und nach derselben Ereignislage“ zu unterscheiden. Eine Verzögerung von wenigen Jahren zwischen Produzenten und Konsumenten lässt sich nicht zuverlässig auflösen. Nach diesen vier Belegarten können wir die Grenze zwischen Entscheidbarem und Nichtentscheidbarem sehr konkret ziehen.

Vier Aussagen lassen sich mit hoher Sicherheit treffen: Es gab einen Chicxulub-Einschlag. Er ist innerhalb der heutigen Auflösung gleichzeitig mit der globalen Grenzlage und dem Hauptaussterben. Der Dekkan hatte davor begonnen und ging danach weiter. Im späten Maastrichtium gab es schon vor dem Einschlag eine erhebliche Klimastörung.

Vier andere Fragen lassen sich nicht mit derselben Sicherheit entscheiden: Hätte der Einschlag ohne den Dekkan ein Aussterben gleichen Ausmaßes verursacht? Hätte der Dekkan ohne den Einschlag zum selben Zeitpunkt ein Massenaussterben ausgelöst? Löste der Einschlag die spätere Phase des Dekkan aus? Wie viel kausales Gewicht entfällt auf jeden der beiden Prozesse?

Die ersten vier Aussagen sind empirische Randbedingungen. Die letzten vier sind kontrafaktische Fragen. Diese Unterscheidung ist der Kern dieses Beitrags; im achten Abschnitt kommen wir darauf zurück. Bei der Gelegenheit sollten wir auch die zwei Bedeutungen von „nicht entscheidbar“ auseinanderhalten. Der Ausdruck wird allzu oft missbraucht.

Wenn „nicht entscheidbar“ heißen soll, „wir wissen überhaupt nicht einmal, welchem Ereignis das Hauptaussterben zeitlich näher liegt“, dann ist das nicht die heutige Mehrheitsposition. Die Gleichzeitigkeit der globalen Impaktlage und des Aussterbens ist deutlich besser gesichert als die mit irgendeiner einzelnen datierten Lavastromgruppe des Dekkan. Der Einschlag als Hauptursache ist derzeit die vergleichsweise vorherrschende Gesamteinschätzung. Sowohl die Synthese von 2010 mit einundvierzig Autoren als auch mehrere marine Klima- und Nischenmodelle seit 2020 weisen in diese Richtung.

Wenn „nicht entscheidbar“ dagegen heißt, dass man Einschlag und Vulkanismus keine verlässlichen quantitativen Gewichte zuweisen kann, nicht entscheiden kann, ob der Einschlag den Dekkan auslöste, und nicht weiß, wie viel schwächer das Aussterben ohne das jeweils andere Ereignis ausgefallen wäre, dann ist das eine recht breit geteilte methodische Position.

In diesem Beitrag ist der zweite Sinn gemeint.

VII Ging es mit ihnen schon vor der Grenze bergab?

Eine Frage hängt die ganze Zeit am Rand dieser Debatte: Waren die Nichtvogeldinosaurier schon vor der Grenze im Niedergang?

Das ist wichtig. Denn lautet die Antwort „ja“, wäre der Einschlag eher der letzte Schlag als die einzige Ursache. Bevor wir irgendwelche Daten betrachten, müssen wir jedoch eine Falle kennen. Sonst täuschen uns die Daten.

Stellen wir uns hundert Arten vor, die alle am selben Tag restlos aussterben. Am selben Tag, ohne jedes Nacheinander. Sechsundsechzig Millionen Jahre später graben wir nach ihren Fossilien. Was werden wir finden? Eine Kurve, die nach „allmählichem Niedergang“ aussieht.

Der Grund ist einfach. Häufige Arten hinterlassen viele Fossilien, deshalb liegt ihr letztes Fossil dicht an jenem Tag. Seltene Arten hinterlassen wenige; ihr letztes kann mehr als hunderttausend Jahre davor liegen. Ordnen wir das „letzte Auftreten“ der hundert Arten nach Schichthöhe, entsteht ganz von selbst eine nach oben immer lückiger werdende Treppe. In Wahrheit starben sie aber alle am selben Tag.

Ein tatsächlich augenblickliches Aussterben lässt im Fossilbericht von selbst eine Niedergangskurve wachsen. So sieht das Werkzeug aus dem elften Beitrag an dieser Stelle aus.

Mit Größenordnungen wird es anschaulicher. Hinterlässt eine Art in ihrer letzten Phase im Mittel nur zwanzig erkennbare Vorkommen pro Million Jahre, kann sich ihr 95-Prozent-Fenster für das letzte Auftreten bei augenblicklichem Aussterben um etwa hundertfünfzigtausend Jahre nach unten erstrecken. Bei fünfzig Vorkommen pro Million Jahre sind es ungefähr sechzigtausend Jahre. Bei hundert Vorkommen etwa dreißigtausend. Das sind Rechnungen eines Poisson-Modells mit annähernd unabhängiger Beprobung und konstanter Rate, keine universellen Konfidenzfenster für jeden Dinosaurier.

Der Satz „Das letzte Dinosaurierfossil liegt mehr als hunderttausend Jahre unterhalb der Grenze“ sagt deshalb für sich genommen noch gar nichts.

Genau deshalb ist die Dinosaurierfrage besonders schwierig. Marine planktonische Mikrofossilien können Aussterbemuster von „tausend Jahren“ und „hunderttausend Jahren“ unterscheiden. Große Landdinosaurier können das nicht.

Karbonate der Tiefsee und des Schelfs können sich kontinuierlich ablagern. In jedem Gramm Sediment stecken zahlreiche einzelne Mikrofossilien. Magnetostratigraphie, Kohlenstoffisotope und Impaktlage erlauben zudem Vergleiche über Ozeane hinweg. Kontinentale Flussablagerungen dagegen erleben Ausspülung, Flussbettverlagerung und kurze Schichtlücken. Große Wirbeltiere sind ohnehin selten, und ein Fossilfundort bildet oft den Durchschnitt eines recht langen Zeitraums ab.

Und ausgerechnet die Dinosaurier sind die Gruppe, nach der alle am liebsten fragen. Mit diesem Wissen können wir uns nun den Daten zuwenden.

2016 wurden anhand zeitkalibrierter Dinosaurier-Stammbäume sowie mit Geburts-Todes-Modellen Artbildungs- und Aussterberaten geschätzt. Das Ergebnis: In mehreren großen Dinosaurierlinien überstieg die Aussterberate während der letzten Dutzenden Millionen Jahre der Kreide zunehmend die Artbildungsrate. Der allgemeine Niedergang ließ sich bis auf mehr als zwanzig Millionen Jahre vor der Grenze zurückverfolgen.

2020 bearbeitete eine andere Gruppe die Evolutionsraten in derselben Art von Stammbäumen neu. Sie prüfte eigens, wie empfindlich das frühere Ergebnis auf Baumtopologie, Astlängen, Zeitkalibrierung und Modellwahl reagierte. Ihr Schluss lautete: Es gibt keinen robusten Beleg dafür, dass die Diversifikationsrate der Dinosaurier insgesamt vor der Grenze anhaltend sank.

2021 stellte wiederum eine Studie rund sechzehnhundert Fossilvorkommen aus aller Welt zusammen: zweihundertsiebenundvierzig Arten aus sechs gut überlieferten Dinosaurierfamilien. Mit einem bayesschen Fossil-Geburts-Todes-Modell schätzte sie Erhaltungs-, Artbildungs- und Aussterberate direkt. Demnach überstieg die Aussterberate ab etwa sechsundsiebzig Millionen Jahren vor heute die Artbildungsrate, bei Pflanzenfressern früher, bei Fleischfressern etwas später.

Drei Methoden, drei Antworten, die nicht zusammenpassen.

Keine dieser drei Auseinandersetzungen entkam jedoch der eben beschriebenen Falle. Das Material stammt weiterhin überwiegend aus Laurasia, besonders aus Nordamerika. Wie viel fossilführendes Gestein in einer Region aufgeschlossen ist, kann dabei unmittelbar zum Stellvertreter einer „globalen Diversifikationsrate“ werden. Untersuchungen mit Paläoklima- und Habitateignungsmodellen zeigten, dass die niedrigen Artenzahlen im Maastrichtium Nordamerikas durch einen Rückgang des überhaupt aufschließbaren fossilführenden Gesteins entstehen können. Dafür muss die tatsächliche ökologische Vielfalt nicht im selben Maß gesunken sein.

Zwei Beispiele machen besonders deutlich, welches Gewicht die Stichprobe hat.

Von Flugsauriern waren aus der allerjüngsten Kreide früher nur wenige Familien sicher bekannt. Da lag der Eindruck nahe, sie seien „längst im Niedergang“ gewesen. Material aus dem späten Maastrichtium Marokkos erhöhte 2018 jedoch die Zahl für die letzten ungefähr eine Million Jahre auf mindestens drei Familien und sieben Arten, mit einer großen Spannweite an Körpergrößen und funktioneller Ökologie. Rarefaktions- und Stichprobenanalysen stützten keinen signifikanten Diversitätsrückgang von früheren Abschnitten zum Maastrichtium.

Mit mehr Proben reichten jene „allmählich verschwindenden Familien“ plötzlich wieder bis dicht an die Grenze. Die Ammoniten liefern die andere Hälfte. 1996 untersuchte eine Arbeit Konfidenzintervalle des letzten Auftretens von Makrofossilien des äußeren Schelfs in der westeuropäischen Tethys aus der jüngsten Kreide. Die Ergebnisse zerfielen in vier Gruppen: Nahe der Grenze lag ein großes, abruptes Aussterben.

Ein etwas früherer Meeresrückzug könnte mit dem Verschwinden oder veränderten Häufigkeiten von bis zu ungefähr neun Ammonitenarten zusammenhängen. Etwa sechs weitere Arten zeigten ein Hintergrundaussterben am Ende der Kreide. Die meisten Inoceramiden dagegen waren schon vor der Grenze allmählich verschwunden.

Die Inoceramiden sind besonders wichtig, weil sie einen tatsächlich graduellen Vergleichsfall liefern. Dieselbe statistische Methode ordnet in derselben Schichtenfolge manche Gruppen einem Grenzpuls zu und andere echten Verlusten vor der Grenze. Die Methode kann also nicht „aus jedem beliebigen Datensatz ein plötzliches Aussterben beweisen“.

Planktonische Foraminiferen zeigen eine dritte Form. In kontinuierlichen marinen Profilen mit hoher Sedimentationsrate kommen zahlreiche spezialisierte, morphologisch komplexe planktonische Foraminiferen des späten Maastrichtiums bis ganz dicht an die Grenze vor. Dann gehen nahe der iridiumreichen Lage sehr viele Arten verloren. Einige große oder ökologisch spezialisierte Arten hatten allerdings bereits während der vorhergehenden Klimaschwankungen abgenommen.

Für das Meer lautet die Antwort deshalb: „Ein abrupter Wechsel an der Grenze, dazu bereits vorher Veränderungen in den ökologischen Artengemeinschaften.“ Kein gleichmäßiges allmähliches Aussterben über Hunderttausende Jahre.

An Land kommt ein Befund aus den Nahrungsnetzen einer Schlussfolgerung am nächsten. 2022 wurden für rund sechzehnhundert Wirbeltier-Vorkommen und mehr als vierhundertsiebzig Gattungen aus dem westlichen Nordamerika trophische Netzwerke aufgebaut. Sie zeigten, dass der Einfluss großer pflanzenfressender Dinosaurier auf diese Netze in der jüngsten Kreide abnahm, während mittelgroße pflanzen- und allesfressende Dinosaurier an Bedeutung gewannen. Die realisierten ökologischen Nischen der großen Pflanzenfresser selbst zeigten jedoch keine entsprechende Instabilität.

Wenn sich eine Lebensgemeinschaft neu ordnet, heißt das nicht, dass das ganze System auf den Zusammenbruch zusteuert. Die Zweiteilung in Aufstieg und Niedergang reicht hier nicht aus.

Wie weit lässt sich diese Frage derzeit also beantworten? Für „Einige Linien und einige Regionen befanden sich im Umbau oder Rückgang“ gibt es beträchtliches Material. Für „Alle Nichtvogeldinosaurier waren vor sechsundsechzig Millionen Jahren bereits unumkehrbar auf dem Weg ins Verschwinden“ gibt es keine Belege von gleichem Rang.

VIII Der Rest liegt im Kontrafaktischen

Die beiden Hauptakteure dieses Beitrags sind real. Der Einschlag ist real: Der Krater ist da, das Auswurfmaterial ist da, die Iridiumschicht ist da, auch die Iridiumschicht im Krater ist da. Der Dekkan ist ebenfalls real: Fünfhunderttausend Quadratkilometer Basalt sind da, die Erwärmung vor der Grenze ist da, die Laven vor und nach der Grenze sind da.

Sie überschneiden sich zeitlich, und beide Mechanismen reichen aus, Umweltstress zu erzeugen. Das Aussterben fand aber nur einmal statt. Die beiden Spalten aus dem sechsten Abschnitt enthalten die gesamte Schlussfolgerung dieses Beitrags: vier empirische Randbedingungen, vier kontrafaktische Fragen.

Die Spalte der empirischen Randbedingungen lässt sich durch weitere Profile, bessere Datierung und feinere Modelle noch enger fassen. Ihre Geschichte ist die Geschichte der letzten gut vierzig Jahre: von einer Iridiumanomalie zu Hunderten Grenzprofilen, von einer magnetischen Anomalie zu Bohrkernen aus dem Gipfelring, von „fünfundsechzig Millionen Jahren“ zu „ungefähr 66,04 Millionen Jahren“. Sie wird tatsächlich enger. Und das gelingt ihr eindrucksvoll.

Auch die kontrafaktische Spalte lässt sich durch neue Befunde eingrenzen, nur auf andere Weise.

„Hätte der Einschlag ohne den Dekkan ein gleich großes Aussterben verursacht? Hätte der Dekkan ohne den Einschlag zur selben Zeit ein Massenaussterben ausgelöst?“ Eine Erdgeschichte ohne das eine oder andere Ereignis können wir nicht zum direkten Vergleich danebenlegen. Die geologische Überlieferung enthält nur die tatsächlich geschehene Geschichte. Mechanismen, Modelle und Vergleiche mit anderen Ereignissen können die Alternativen dennoch eingrenzen. In den Katalog gehört der Teil dieser Schlussfolgerung, der von Annahmen abhängt und sich nicht durch eine direkte Wiederholung der Erde prüfen lässt: Der Rest liegt im Kontrafaktischen.

Vermerken wir nebenbei seine Position. Es ist die elfte Art von Rest in der Liste dieser Reihe. Die ersten zehn liegen: außerhalb der Belege, in den Koordinatenachsen, in der Form der Kästchen, im Sieb, in der Reihenfolge, in der Erklärung selbst, in einem nicht vorhandenen Maßstab, in einer Größe ohne Einheit, zwischen zwei nicht aufeinander reduzierbaren Beschreibungen und in jenem Schritt, der Nichtmessbares messbar macht. Die elfte liegt im Kontrafaktischen.

Sie bildet einen Kontrast zum Rest des siebzehnten Beitrags. Deshalb sollten wir beide zusammen betrachten. Dort wuchs der Rest mit dem Können: Erst nachdem Farbe messbar geworden war, ließen sich überhaupt Fragen stellen wie „Wie stark war die diagenetische Schrumpfung?“ oder „Bei welcher Gruppe versagt die Zuordnung?“ Je größer das Können, desto konkreter wurde jener Rest.

Mehr Profile, bessere Datierungen und feinere Klimamodelle erzeugen keine zweite reale Erdgeschichte. Sie können aber manche kontrafaktischen Szenarien ausschließen und andere eingrenzen. Dass sich die Erde nicht direkt wiederholen lässt, ist eine prinzipielle Grenze; wie eng sich alternative Verläufe begrenzen lassen, verändert sich mit den Methoden. Wer beides vermischt, macht aus „nicht wiederholbar“ fälschlich „für immer ohne Erkenntnisgewinn“.

Hier lässt sich noch etwas als Regel festhalten. Sie wird länger tragen als der konkrete Gegenstand dieses Beitrags.

Wenn mögliche Ursachen zeitlich überlappen, hilft höhere Auflösung oft, Erklärungen auszuschließen, ohne schon ihre Anteile zu bestimmen. Das Kreideende zeigt es: Vier Jahrzehnte besserer Datierung haben vieles ausgeschlossen, aber keine modellunabhängige Prozentaufteilung zwischen Einschlag und Vulkanismus geliefert. Modelle können Beiträge schätzen; die Annahmen müssen mit den Zahlen offengelegt werden.

Noch einmal zur Selektivität, denn dieser Teil lässt sich besonders leicht falsch schreiben. Die Liste der Toten hat eine Struktur; sie ist keine Auslosung. Eine quantitative Analyse mariner Muscheln am Ende der Kreide ergab 1995, dass geographisch weit verbreitete Gattungen deutlich seltener ausstarben als solche mit kleinem Verbreitungsgebiet. Das ist ein regionsübergreifendes quantitatives Ergebnis. Es zeigt, dass auch eine Großkatastrophe noch einigen gewöhnlichen Regeln des Aussterberisikos folgt.

Auf derselben Liste stehen jedoch: die weit verbreiteten Ammoniten, vollständig ausgestorben; die Mosasaurier, Spitzenprädatoren der Meere des späten Maastrichtiums, vollständig ausgestorben; die Flugsaurier, in der jüngsten Kreide noch mit mindestens drei Familien vertreten, vollständig ausgestorben; die großen Wirbeltiere, die Nordamerikas Landökosysteme beherrschten, vollständig ausgestorben; die Enantiornithes, eine bedeutende Linie flugfähiger Vögel der Kreide, vollständig ausgestorben. „Vor der Katastrophe häufig“ ist keine hinreichende Bedingung, um eine augenblickliche globale Störung zu überstehen.

Und diejenigen, die über die Grenze gelangten: Süßwasserschildkröten, halb aquatische Krokodilartige, Frösche und Salamander, kleine alles- und insektenfressende Säugetiere, wenige Vogellinien, Fische in Detritusketten, Farne und Pflanzen mit ruhenden Ausbreitungseinheiten. Hier müssen wir der Disziplin dieser Reihe folgen und es genau hinschreiben.

Sie waren nicht „überlegen“ und auch nicht „am besten angepasst“. Zufällig besaßen sie bestimmte Merkmale ihrer Lebensweise und ihres Lebenszyklus, die unter einer Kombination aus kurzfristiger Dunkelheit, Nahrungsmangel, Feuer oder Versauerung abpuffernd wirkten. Vor der Katastrophe mussten ihnen diese Merkmale keineswegs irgendeinen ökologischen Vorteil verschaffen.

Ein niedriger Stoffwechsel, lange fasten können, bereits angehäuften Detritus nutzen statt der lebenden Produktion des Tages: In einer Welt mit normalem Sonnenlicht sind das keine besonders großartigen Fähigkeiten.

In diesem Beitrag gibt es keinen Ebenenwechsel festzustellen. Die Einheit der Selektion hat sich über die Grenze hinweg nicht verändert. Es ist keine Frage dieser Art. Gezeigt wird hier etwas anderes: wie der unausräumbare Teil aussieht, der übrig bleibt, wenn man einer Kausalfrage bis zum Ende nachgeht.

Es nimmt die Form zweier Spalten an: Beobachtungsbedingungen und kontrafaktische Möglichkeiten. Beide können Fortschritte machen. Die zweite muss stets offenlegen, unter welchen Annahmen der nächste Schritt zustande kam.

Die dünne Tonschicht liegt noch immer dort. Sie hat uns einen Tag hinterlassen, keine fertige Antwort auf jedes „Was wäre, wenn“.