Impakt

Die zirka 4,6 Milliarden Jahre alte Erdgeschichte ist wesentlich durch Einwirkung von Meteoriteneinschlägen geprägt.^[1] Die Entstehung der Erde und ihrer heutigen Gestalt ist ohne die anfänglichen Kollisionen mit Asteroiden jeder Größe nicht denkbar, denn diese Ereignisse sorgten nicht nur möglicherweise für die Herkunft des irdischen Wassers in Form der Ozeane, sondern könnten bis vor etwa 3,9 Milliarden Jahren – durch das hypothetische „Late Heavy Bombardement“ – auch die Bildung einer stabilen Erdkruste verhindert haben.

Ein Großteil der Materie des Sonnensystems wurde bereits in dieser Frühzeit durch die Gravitation der Erde und der anderen Planeten eingefangen. Jährlich fallen jedoch noch etwa 20.000 Meteorite zur Erde, meist ohne in der Landschaft deutliche Spuren zu hinterlassen. Die von den größten Impaktoren ausgelösten Naturkatastrophen der Vergangenheit lassen sich oft nur noch indirekt, zum Beispiel durch ein von ihnen ausgelöstes Massenaussterben oder einen globalen Klimawandel nachweisen,^[2] da auf der Erde – anders als beispielsweise auf dem Mond – die Erosionswirkung von Wind und Wasser die eigentlichen Impaktkrater innerhalb geologisch kurzer Zeiträume wieder abträgt.

Eine weitere Nachweismethode besteht in der geochemischen und mineralogischen Untersuchung entsprechender Gesteinsschichten und des darin eingebundenen Meteorstaubs. Große Einschläge hinterlassen unter geeigneten Bedingungen typische Ablagerungen, die neben Seltenen Erden außerirdischen Ursprungs mit charakteristischen Isotopensignaturen (Iridium, Platin, Osmium) auch geschockte Quarzminerale oder Impaktgläser (Tektite) enthalten können. Da sich diese Minerale aufgrund der großen Energiemengen, die ein Impakt freisetzt, weiträumig über Landflächen und Ozeanböden verteilten, sind diese Spuren oftmals der einzige Hinweis auf einen stattgefundenen Einschlag, während der eigentliche Krater bereits abgetragen oder von Sedimenten bedeckt wurde.

Alle kleinen Körper, die auf dem Mond, dem Mars oder anderen (nahezu) atmosphärelosen Himmelskörpern sichtbare Spuren in Form von Kratern hinterlassen würden, verglühen wegen der Reibung mit den Teilchen der Erdatmosphäre in dieser, bevor sie die Erdoberfläche erreichen können. Größere Körper hingegen können auf die Oberfläche aufschlagen, doch würden sie mit 71 % Wahrscheinlichkeit in einen der Ozeane stürzen, die den Großteil der Erde bedecken. Da Meeresböden durch den plattentektonischen Prozess der Subduktion ständig in die Tiefen des Erdmantels „abtauchen“, andererseits an den Spreizungszonen permanent neu gebildet werden, beträgt das Durchschnittsalter der ozeanischen Kruste etwa 80 Millionen Jahre. Somit sind Einschlagskrater in den Meeren im Regelfall nur aus jüngerer erdgeschichtlicher Zeit nachweisbar.

Die Spuren der auf Festland treffenden Himmelskörper werden über kurz oder lang ebenfalls getilgt: Krater größerer Meteoriten werden im Verlauf von wenigen Jahrzehnten bis Jahrhunderten durch Pflanzenbewuchs unkenntlich gemacht und durch atmosphärisch bedingte Verwitterung in Jahrtausenden (geologisch eine kurze Zeit) bis zur Unkenntlichkeit verformt. Im Verlauf von mehreren hundert Jahrmillionen bis Milliarden Jahren bewirken tektonische Prozesse eine Erneuerung nahezu der gesamten Erdoberfläche. Auch terrassenartige Absenkungen, wie sie in manchen Einbruchsbecken auftreten, können Impaktspuren verwischen. Allerdings konnte in den letzten Jahrzehnten eine Reihe weitgehend erodierter Impaktstrukturen mit Hilfe von Satelliten als solche identifiziert werden.

Nur die Einschlagkrater der größten und damit folgenschwersten Einschläge der letzten Jahrmillionen sind heute noch im Landschaftsbild sichtbar.^[3] Als Faustregel für das Verhältnis des Durchmessers des Einschlagkörpers zum Durchmesser des resultierenden Kraters gilt 1:20 für Steinmeteoriten und 1:40 für Eisenmeteoriten.

Wird durch einen großen Einschlag beim Impakt ausgeworfenes Material weiträumig verteilt, so kann dieses Material in der geologischen Schichtfolge der betreffenden Gebiete über sehr lange Zeiträume nachgewiesen werden. Ein bekanntes Beispiel ist der Nachweis des durch den Chicxulub-Impakt ausgeworfenen und global verteilten Materials anhand von dessen Iridium-Gehalt. Eine solche Schicht wird als Impakt-Lage bezeichnet, im Hinblick auf den Chicxulub-Einschlag, der sich vor 66 Millionen Jahren an der geologischen „Nahtstelle“ von Mesozoikum und Känozoikum beziehungsweise von Kreide und Paläogen ereignete, auch als Grenzton.

Global gefährlich sind Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 500 m. Wissenschaftler in New Mexico (USA) zählten mehr als 1.100 Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 1 km, die sich auf einer Umlaufbahn befinden, die sie der Erde gefährlich nahe bringen könnten. Einschläge von Objekten dieser Größe würden verheerende Auswirkungen haben: Vermutlich wären Milliarden von Menschen von den Primär- und Sekundärfolgen einer derartigen Katastrophe betroffen, wie Druck- und Hitzewellen, einer sich anschließenden rapiden Abkühlung infolge einer starken Trübung der Atmosphäre durch Aerosole („Impaktwinter“, vergleichbar einem nuklearen Winter), verbunden mit saurem Regen und gravierenden Ernteausfällen.^[4] Ein Asteroideneinschlag in den Ozean hätte ebenfalls weitreichende Folgen,^[5] vor allem durch die Entstehung eines Megatsunamis mit einer Wellenhöhe von über 100 m am Entstehungsort, der ganze Küstenlandschaften und deren Hinterland weiträumig überschwemmen würde.^[6][7][8] Ein Impakt könnte auch Einfluss auf Ionosphäre und Magnetosphäre des Planeten haben.^[9]

Rein statistisch gesehen muss man mit einem derartigen Einschlag alle 500.000 bis 10 Millionen Jahre rechnen.^[10] Ereignisse wie der Impakt an der Kreide-Paläogen-Grenze sollen etwa alle 100 Millionen Jahre stattfinden. Der Impaktor des Chicxulub-Kraters (ein Asteroid oder Komet) wird im Durchmesser auf etwa 10 bis 15 km geschätzt.^[11] Vergleichsweise kleinere Einschläge ereignen sich häufiger. So verwüstete der Einschlag im Nördlinger Ries (mit einem Impaktor-Durchmesser von etwa 1,5 km), eventuell begleitet von einem zweiten Einschlag im Steinheimer Becken, vor etwa 14,6 Millionen Jahren weite Teile Europas.^[12] Mitunter kam es in der Erdgeschichte zu einer Häufung von großen Impaktereignissen innerhalb weniger Jahrmillionen, wie im Oberdevon mit dem australischen Woodleigh-Krater, dem Alamo-Einschlag im heutigen Nevada und der schwedischen Siljan-Impaktstruktur.

Aber auch kleinere Meteoriten können lokal oder regional immensen Schaden anrichten.^[13] So sollen nach historischen Berichten im Jahr 1490 in China bei einem Meteoriteneinschlag mehr als 10.000 Menschen getötet worden sein.^[14] Auch das Tunguska-Ereignis, das 1908 eine Fläche von etwa 2.000 km² in Sibirien verwüstete, wird häufig einem Meteoriten zugeschrieben, der in der Atmosphäre explodierte. Ferner wird auf der Grundlage einer kontrovers diskutierten Hypothese vermutet, dass die prähistorische nordamerikanische Clovis-Kultur infolge der Detonation eines Himmelskörpers unmittelbar vor dem Kälterückfall der Jüngeren Dryaszeit (vor etwa 12.800 Jahren) vernichtet wurde.^[15][16]

Ab etwa den 1990er Jahren werden unter dem Begriff planetare Verteidigung (englisch planetary defense) Pläne bezeichnet, durch technische Methoden und Maßnahmen die Erde vor einem Impakt zu schützen. Die Abwehr der Bedrohung durch den Einschlag eines erdnahen Objekts erfordert frühzeitige Kenntnis und die Fähigkeit, ihn abzulenken. Um einer solchen Bedrohung zu begegnen, müssen potenziell gefährliche Objekte frühzeitig identifiziert werden, ihre Flugbahnen präzise bestimmt und sie regelmäßig überwacht werden, da ihre Bahnen sich unter dem Einfluss anderer Himmelskörper verändern. Zudem müssen Abwehrmethoden getestet und schließlich wirkungsvolle Abwehrmethoden entwickelt werden.

• Durchschlagskraft von Meteoriten, Geschossen und anderen Impaktoren nach Newton
• Global Killer
• Datenbanken irdischer Impaktstrukturen
• Asteroid#Einschlagwahrscheinlichkeit und -wirkung
• Asteroid Day
• Impaktmetamorphose
• Regentropfeneinschlagkrater

• Christian Koeberl: Katastrophen aus dem All – Impaktereignisse in der Erdgeschichte. in: Thomas Myrach: Science & Fiction – Imagination und Realität des Weltraums. Haupt Verlag, Bern 2009, ISBN 978-3-258-07560-0, S. 91–132.
• Vitaly Adushkin: Catastrophic events caused by cosmic objects. Springer, Dordrecht 2007, ISBN 978-1-4020-6451-7.
• Charles Cockell: Biological processes associated with impact events. Springer, Berlin 2006, ISBN 3-540-25735-7.
• Christian Köberl: Impact tectonics. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-24181-7.
• Peter T. Bobrowsky, Hans Rickman: Comet/Asteroid Impacts and Human Society – An Interdisciplinary Approach. Berlin 2007, ISBN 978-3-540-32709-7.
• Toon et al.: Environmental perturbations caused by the impacts of asteroids and comets. Reviews of Geophysics, AGU 1997, doi:10.1029/96RG03038
• Bevan M. French: Traces of Catastrophe – A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. Hrsg.: Lunar and Planetary Inst. Houston 1998 (lpi.usra.edu [PDF; 20,0 MB; abgerufen am 1. Mai 2009]).

Commons: Impakte – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Impact Cratering: An Overview of mineralogical and geochemical Aspects (englisch)
• Onlineprogramm zur Berechnung der Auswirkungen von Einschlägen (englisch)
• Grafisches Onlineprogramm zur Berechnung der Auswirkungen von Einschlägen (mehrsprachig)
• Mineralienatlas:Impakt – Geologie, Auswirkungen, bekannte Krater etc.