Meteorite

 

Unser Globus wird andauernd von kosmischen Körpern bombardiert. Einige von ihnen sind so groß, dass sie beim Eintritt in die Atmosphäre nicht vollständig verglühen und als Meteoriten die Erdoberfläche erreichen. Besonders metallische Meteoriten sind sehr widerstandsfähig. Auch Himmelskörper, die sehr schräg in die Atmosphäre eintauchen, haben Chancen, die Erde zu erreichen. Einen flachen Eintrittswinkel wählen auch die Raumfähren, wenn sie zur Erde zurückkehren. Glücklicherweise haben Meteoriteneinschläge in historischer Zeit keine Katastrophen ausgelöst. Denn bereits wenige Dekameter große Meteoriten setzen beim Aufschlag unvorstellbare Energien und Zerstörungskräfte frei.

Im nördlichen Arizona schlug vor ungefähr 50 000 Jahren ein rund 41 m großer Meteorit aus Eisen und Nickel ein. Der 305 000 Tonnen schwere Brocken stürzte mit einer Geschwindigkeit von 19 km pro Sekunde auf die Erde. Der Riesenmeteorit schlug im Cañon Diabolo auf. Dabei wurden Millionen von Tonnen Gestein in den Himmel geschleudert. Bruchstücke des Himmelskörpers schmolzen und verdampften teilweise. Das Ergebnis des Aufschlages ist der 1,6 km breite und 177 m tiefe Meteor Crater. Zur Zeit seiner Entstehung war der Krater 230 m tief und wurde durch Erosion und Auffüllung seiner Basis immer flacher. Reste des Meteoriten wurden in einem Radius von 10 km um den Krater gefunden.

Nördlinger Ries:

Auch in Deutschland gibt es einen gewaltigen Meteoritenkrater: das Nördlinger Ries. Aus Forschungsergebnissen rekonstruierte man, dass vor etwa 14,8 Millionen Jahren ein kosmischer Körper mit einer Masse von zwei Milliarden Tonnen aufgeschlagen ist.

Seit Mitte des 19. Jahrhunderts wurde von der Wissenschaft eine Reihe von unterschiedlichen Erklärungen für die Entstehung der auffälligen Form des Nördlinger Ries gegeben. Einige Wissenschaftler sahen im Ries eine eiszeitliche Form, ein großes Kar. Dass es sich um einen Meteoritenkrater handeln könnte, sahen viele Forscher als unwahrscheinlich an. Hingegen wurde das Ries immer wieder als vulkanische Bildung gedeutet. Die unterschiedlichen Vulkanhypothesen reichten aber alle nicht aus, um geologische Besonderheiten im Ries zu erklären. Zu diesen Besonderheiten zählt der nach Schwaben (Suevia) benannte Suevit. Dieses merkwürdige Gestein enthält glasige Tropfen und Fäden, hat aber stellenweise den Charakter von vulkanischem Tuff, weshalb es mit vulkanischem Gestein lange Zeit verwechselt wurde.

In den 1960er Jahren fanden amerikanische Wissenschaftler in diesem Gestein ein Mineral namens Stishovit. Dieses Mineral ähnelte völlig den Hochdruck-Mineralen, die man durch Stoßwellen-Metamorphose bereits im Labor erzeugt hatte. Bei diesen Laborversuchen wurden Stoßwellen mit Überschallgeschwindigkeit durch ein Gestein hindurchgelassen. Stishovit ist eine Hochdruckmodifikation oder -variante des Quarzes, der z. B. als Bergkristall oder Bestandteil des Granits bekannt ist. Das natürliche Vorkommen von Stishovit ist stets an Meteoritenkrater gebunden. Kein vulkanisches Ereignis kann die zu seiner Entstehung notwendigen Drucke erzeugen. Nur das Auftreten einer extrem energiereichen Schockwelle, wie sie beim Einschlag kosmischer Körper oder bei Atombombenexplosionen auftritt, kann diese Hochdruckmodifikation des Quarzes erzeugen. Mit dem Fund von Stishovit war der Beweis dafür, dass das Nördlinger Ries ein Meteoritenkrater ist, gegeben. Suevit war damit endgültig als Impaktit (Einschlaggestein, von lateinisch impactus = eingeschlagen) identifiziert. Zu den weiteren geologischen Besonderheiten des Nördlinger Ries gehören Gesteinsgläser, die aus ungewöhnlich hoch temperierten Schmelzen erstarrt sein müssen, wie sie bei Laven nie beobachtet wurden.

Schreckensszenario auf der Schwäbischen Alb:

Der Einschlag des etwa 1-1,5 km großen Meteoriten erfolgte auf der Albhochfläche. Dem Untergrund aus Kristallingesteinen lagerte dort ursprünglich eine viele hundert Meter mächtige Folge von Sedimenten aus Sand-, Ton- und Kalksteinen des Jura und der Trias auf. Der Meteorit schlug mit einer Geschwindigkeit von 40 000 bis 100 000 km/h auf. Er durchschlägt die Sedimentfolge des Deckgebirges und bohrt sich kilometertief in den Untergrund aus kristallinen Gesteinen.

Infolge des Aufschlages werden die anstehenden Gesteine und der Meteorit stark komprimiert und auf bis zu 30 000 °C erhitzt. Die Wucht des Aufpralls mit einem Stoßdruck von einigen Millionen Atmosphären (eine Atmosphäre entspricht etwa 10 t/m²) lässt den Meteoriten und das umgebende Gestein mit einer Energie von rund 250 000 Hiroshima-Bomben explodieren und verdampfen. Dadurch breitet sich eine gewaltige Schockwelle aus. Man wird später aus diesem Grund keine Überreste des Meteoriten finden.

Während der Einschlag einen Krater von mehreren Kilometern Tiefe und von mehr als 10 km Durchmesser erzeugte, schossen gewaltige Gesteinsmassen in Richtung Atmosphäre. Andere rasten mit Überschallgeschwindigkeit über den Untergrund vom entstandenen Krater weg. Schließlich federte der Kraterboden zurück und erhob sich. Am Rande des Kraters sanken Gesteinsschollen staffelartig ab, sodass sich sein Umfang noch um einige Kilometer vergrößerte. Das durch den Impakt (von lateinisch impactus = eingeschlagen), ähnlich wie bei einem explosiven Vulkanausbruch, zu einer Glutwolke aus Gesteinsschmelze, Aschen und Gesteinsbruchstücken gewordene Material setzte sich ab und bildete eine glühende Decke aus Suevit. Material des Ries-Ereignisses fand man bei Freising ebenso wie in der Umgebung von Augsburg.

Meteoriten, Meteore und Meteoroide:

Man unterscheidet Meteoriten, Meteore und Meteoroide. Meteoroide sind kosmische Körper im interplanetarischen Raum. Erreicht ein kosmisches Stück Materie die Erdoberfläche, bezeichnet man es als Meteorit. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre wird ein Meteoroid durch die Luftteilchen stark abgebremst, und die entstehende Reibungshitze lässt ihn aufleuchten, verdampfen oder explodieren. Die dadurch entstehende Leuchterscheinung bezeichnet man als Meteor. Die Bezeichnung stammt vom griechischen Wort “meteoron“ und bedeutet “in der Luft schwebend“. Die Griechen bezeichneten damit allgemein kosmische Himmelserscheinungen. Im Deutschen nennt man die Leuchtphänomene durch kosmische Körper “Sternschnuppen“. Meteoroide sind kosmische Körper mit Durchmessern von wenigen Millimetern bis zu mehreren Metern. Mehrere hundert Meter oder Kilometer große Materiebrocken im All nennt man Asteroiden oder Planetoiden.

Die Erde wächst:

Täglich dringen Meteoroide in die Erdatmosphäre ein. Rund 30 000 Körnchen mit einer Masse von bis zu einem Gramm sind es schätzungsweise pro Sekunde. 90 bis 120 km über der Erde erhitzen sich die Teilchen in der Lufthülle und verdampfen. Aus dem Dampf kondensieren Stäube, die zur Erde fallen. Von größeren Meteoroiden schlagen mitunter faustgroße Fragmente oder noch größere Brocken auf dem Boden auf. Dadurch fallen jährlich mehrere hunderttausend Tonnen an kosmischem Staub auf die Erde. Der Durchmesser der Erde nimmt dadurch in einer Million Jahren um rund einen Millimeter zu. Je größer die Masse eines Meteoroiden, um so weiter dringt er in Richtung Erdboden vor. 100 000 kosmische Körper mit Massen zwischen einem Gramm und 100 Tonnen rasen pro Jahr auf die Erde zu. Einen 60 Tonnen schweren Meteoriten aus Nickeleisen fand man 1920 im afrikanischen Namibia.

Meteorite und Artensterben:

Vor 65 Millionen Jahren stürzte ein Meteorit auf die Erde, der nach Auffassung vieler Wissenschaftler den Untergang der Dinosaurier und vieler anderer Tiere und Pflanzen auslöste. Der Krater des Meteoriten liegt im Norden der mexikanischen Halbinsel Yucatan. Da der so genannte Chicxulub-Krater unter einer 300 bis 1100 m mächtigen Sedimentschicht begraben ist, blieb er den Wissenschaftlern lange Zeit in seinen tatsächlichen Ausmaßen verborgen.

Nach neuen Untersuchungen hat er einen Durchmesser von rund 180-200 km. Der Meteorit riss ein etwa 30 km tiefes und 100 km großes Loch in die mexikanische Halbinsel Yucatan. Unter dem großen Druck zerbrachen die Krustengesteine bis in große Tiefen. An den Kraterrändern nachrutschende Gesteinspartien vergrößerten den Krater noch. Die beim Aufschlag freigesetzte Energie entsprach Berechnungen zufolge der von rund fünf Milliarden Hiroshima-Bomben.

Auch vor rund 250 Millionen Jahren fand ein weltweites Artensterben statt, bei dem 90 % aller im Meer lebenden Organismen verschwanden. Auf dem Land starben nahezu drei Viertel sämtlicher Wirbeltierarten und die meisten Pflanzen aus. Auch hierfür machten Wissenschaftler schon seit einiger Zeit den Aufschlag eines großen kosmischen Körpers auf der Erde verantwortlich. Es gab jedoch von vielen Seiten Kritik an dieser Annahme. Als Ursache für das Artensterben vor 65 Millionen Jahren sahen z. B. einige Wissenschaftler gewaltige Vulkanausbrüche an, die tatsächlich für diesen Zeitraum zu verzeichnen waren. So gaben einige Forscher auch für das Artensterben vor 250 Millionen Jahren eher dieser oder anderen Theorien als die eines Meteoriteneinschlages den Vorzug.

Amerikanische Wissenschaftler haben jedoch bezüglich des Artensterbens vor 250 Millionen Jahren erneut Hinweise dafür entdeckt, dass der Aufprall eines Himmelskörpers die Ursache für dieses größte Artensterben in der Geschichte der Erde war. In Gesteinsablagerungen aus dieser Zeit fanden die Forscher Überreste von außerirdischen Gasen. Dabei handelt es sich um uralte Gasüberreste in kugelartigen Kohlenstoff-Molekülen, die als Buckminster-Fullerene bekannt sind. Die darin eingeschlossenen Edelgase Helium und Argon weisen eine deutlich andere Zusammensetzung von Isotopen als in der Erdatmosphäre auf. Mit solchem Gas gefüllte Kohlenstoffbälle können sich nur außerhalb unseres Sonnensystems bilden. Man fand diese gasgefüllten "Bälle" in verschiedenen Regionen der Erde (China, Japan, Ungarn). Wo nun aber genau der Meteorit auf den damaligen Urkontinent Pangäa (= ganze Erde) prallte, weiß die Wissenschaft bis heute nicht. Da jedoch nur ein riesiger Brocken weltweit Spuren hinterlassen kann, schätzt man den Durchmesser des todbringenden Geschosses aus dem Kosmos auf ungefähr 6-12 km.