Impakt

Künstlerische Darstellung des Einschlags eines 500 km großen Asteroiden auf der Erde im Präkambrium

Ein Impakt (Einschlag, Aufprall, von lat. impactus = eingeschlagen) oder Einschlag ist das Auftreffen eines Himmelskörpers (Impaktors) auf der Oberfläche eines meist sehr viel größeren Körpers. So sind etwa Kleinkörper (Meteoroide, Asteroide und Kometen) auf der Erde eingeschlagen. Auf dem Festland bildet sich ein Einschlagkrater (Impaktkrater). Die Gesteinsreste des eingeschlagenen Kleinkörpers sind die Meteorite.

Auswirkung auf die Erdgeschichte

Die zirka 4,6 Milliarden Jahre alte Erdgeschichte ist wesentlich durch Einwirkung von Meteoriteneinschlägen geprägt.^[1] Die Entstehung unseres Planeten, wie wir ihn heute kennen, ist ohne die fortwährenden 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 verhinderten bis vor etwa 3,9 Milliarden Jahren – durch eine „Late Heavy Bombardement“ genannte Phase – auch die Bildung einer stabilen Erdkruste.

Ein Großteil der Materie unseres Sonnensystems ist bereits in dieser Zeit durch die Gravitationskraft der Erde oder anderer Himmelskörper eingefangen worden. Jährlich fallen jedoch noch etwa 20.000 Meteoriten zur Erde, meist ohne in der Landschaft deutliche Spuren zu hinterlassen. Die von den größten Meteoriten ausgelösten Naturkatastrophen der Vergangenheit lassen sich oft nur noch indirekt, zum Beispiel durch ein von ihnen ausgelöstes Massenaussterben oder einen globalen Klimawandel nachweisen.^[2]

Gefährlichkeit von Einschlägen

Krater „Gosses Bluff“ in Australien. Satellitenaufnahme

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 Körpern dieses Durchmessers würden eine Vielzahl verheerender Folgen haben: Milliarden von Menschen könnten Opfer von Flutkatastrophen und globalen Klimaveränderungen („Impaktwinter“, vergleichbar einem nuklearen Winter) werden.^[3] Die Wahrscheinlichkeit, dass solch ein Meteorit im Meer einschlägt, wäre relativ groß, denn 71 % der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Die Folge wäre ein Mega-Tsunami, der ganze Küstenlandschaften überschwemmen würde.^[4] Ein Impakt könnte auch Einfluss auf Ionosphäre und Magnetosphäre des Planeten haben.^[5]

Rein statistisch gesehen muss man mit einem derartigen Einschlag alle 500.000 bis 10 Millionen Jahre rechnen.^[6] Ereignisse wie der an der Grenze zwischen Kreidezeit und Paläogen (Tertiär) erfolgte sogenannte KT-Impakt sollen etwa alle 100 Millionen Jahre stattfinden. Vergleichsweise kleinere Einschläge erfolgen dabei häufiger. So verwüstete der Einschlag im Nördlinger Ries, begleitet von einem zweiten Einschlag im Steinheimer Becken, vor 15 Millionen Jahren weite Teile Europas.

Aber auch noch kleinere Meteoriten können lokal oder regional immensen Schaden anrichten. So sollen nach historischen Berichten im Jahr 1490 in China bei einem Meteoriteneinschlag mehr als 10.000 Menschen getötet worden sein. ^[7] Auch das Tunguska-Ereignis, bei dem 1908 eine Fläche von etwa 2.000 km² in Sibirien verwüstet wurde, war vielleicht ein Meteorit, der in der Atmosphäre explodierte. Ferner wird vermutet, dass die nordamerikanische Clovis-Kultur infolge der Explosion eines Himmelskörpers unterging. ^[8]

Spuren früherer Einschläge auf der Erde

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 die Ozeane stürzen, die den Großteil der Erde bedecken. Auch in diesem Fall hinterlassen sie auf der Erde keine dauerhaften Zeugnisse in Form von Einschlagkratern.

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 vielen Jahrmillionen bis -milliarden Jahren schließlich bewirken tektonische Prozesse eine Erneuerung nahezu der gesamten Erdoberfläche. Auch terrassenartige Absenkungen, wie sie in manchen Einbruchsbecken auftreten, können Impaktspuren verwischen.

Nur die Einschlagkrater der größten und damit folgenschwersten Einschläge der letzten Jahrmillionen sind heute noch im Landschaftsbild sichtbar. Als Faustregel für das Verhältnis des Durchmessers des Einschlagkörpers zum Durchmesser des resultierenden Kraters gilt 1:20 für Steinmeteoriten und 1:40 für Eisenmeteoriten (für große bekannte Einschlagkrater siehe den Artikel über Einschlagkrater).

Siehe auch: Liste der Einschlagkrater der Erde

Mögliche Abwehrmethoden

Die US-Raumfahrtbehörde NASA ließ im Sommer 2007 verlauten, dass man mit einer speziellen Raumsonde Asteroiden aus ihrer Bahn lenken könnte. Diese Sonde würde ein großes Sonnensegel mit sich führen, das Sonnenstrahlung auf einen kleinen Bereich des Asteroiden konzentrieren würde. Durch die dadurch erzeugte Wärme würde Materie des Asteroiden verdampfen und einen Rückstoß bewirken, der den Asteroid von seiner Bahn ablenken würde. Die NASA schätzt, dass diese Methode für Asteroiden bis 500 m Durchmesser geeignet ist.

Die ESA arbeitet an einem Abwehrprojekt namens „Don Quijote“. Die zwei Sonden „Sancho“ und „Hidalgo“ könnten zum Asteroiden fliegen, wo ihn „Hidalgo“ als vier Tonnen schwerer Impaktor rammen würde, während „Sancho“ im Orbit des Asteroiden Daten über seine Geschwindigkeit, Zusammensetzung und Erfolg von „Hidalgo“ sammelt. Auch wenn vier Tonnen im Vergleich zu einem Asteroiden wenig erscheinen, können bereits wenige Bogensekunden ausreichen, um den Asteroiden von seinem Kollisionskurs abzubringen. Nach Angaben der ESA ist diese Methode für Objekte bis 1 km Durchmesser wirkungsvoll und die Mission würde gestartet werden, falls die Einschlagswahrscheinlichkeit eines Asteroiden wie Apophis über 1 % steigt.

Die Explosion eines Nuklearsprengkörpers an der Oberfläche eines Asteroiden wurde inzwischen als nicht effektiv verworfen, da eine solche Bombe einerseits nicht stark genug wäre, um überhaupt eine messbare Wirkung zu erzielen. Andererseits würden selbst im Falle einer erfolgreichen Sprengung eine Vielzahl kleinerer (aber immer noch recht großer) Körper entstehen, von denen einige auf oder nahe der ursprünglichen Bahn weiterfliegen und so die Erde weiter gefährden könnten. Dagegen wird die Explosion eines Sprengkörpers in einiger Entfernung eines Asteroiden oder seitlich am Asteroiden als praktikabel erachtet. Bei Nuklearexplosionen im Vakuum gibt es keinen Feuerball, aber die freigesetzte Strahlung würde Materie an der Oberfläche des Körpers verdampfen. Dies erzeugt einen Impuls, der die Bahn ändert.

In Filmen wie Deep Impact und Armageddon landen Raumschiffe auf den Impaktkörpern, um sie zu sprengen. Das ist reine Science-Fiction, selbst wenn eines Tages die dafür notwendige Technik zur Verfügung stünde.

Siehe auch

• Entstehung des Mondes
• Ries-Ereignis
• Shoemaker-Levy 9 – Kometenkollision mit Jupiter
• Durchschlagskraft von Meteoriten, Geschossen und anderen Impaktoren nach Newton
• Mineralienatlas:Impakt – Geologie, Auswirkungen, bekannte Krater etc.

Literatur

• Christian Koeberl: Katastrophen aus dem All - Impaktereignisse in der Erdgeschichte. in: Thomas Myrach, et al.: 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
• Bevan M. French: Traces of Catastrophe - A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. Lunar and Planetary Inst., Houston 1998, online (PDF,20 MB, abgerufen 1. Mai 2009)

Weblinks

 Commons: Impakt – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Morphologie von Impakten
• 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)
• GEOSIM-Informationen zu Ablauf und Auswirkungen von Meteoriteneinschlägen; 3-D-Simulationsprogramm
• Bericht der NASA an den US-Kongress: Beobachtung und Ablenkung von „Near Earth Objects“, Analyse der Alternativen; März 2007 (PDF)
• Asteroid and Comet Impact Hazards - Government Studies
• International Academy of Astronautics: Dealing with the Threat to Earth from Asteroids and Comets, report 2009 [1](PDF,14MB,abgerufen 26.März 2009)

Einzelnachweise

1. ↑ W. F. Bottke,et al.: The Asteroid and Comet Impact Flux in the Terrestrial Planet Region: A Brief History of the Last 4.6 Gy. pdf, lpi.usra.edu, abgerufen am 19. Juli 2011
2. ↑ Thomas J. Crowley, et al.: Abrupt Climate Change and Extinction Events in Earth History. in: Science, Vol. 240. no. 4855, 20. Mai 1988, S. 996 - 1002, doi:10.1126/science.240.4855.996
3. ↑ John S. Lewis: Comet and Asteroid Impact Hazards on a Populated Earth: Computer Modeling., Academic Press, San Diego 2000, ISBN 0-124-46760-1, @google books
4. ↑ J.G. Hills, et al.: Down-to-Earth Astronomy: Tsunami from Asteroid-Comet Impacts., Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 29, S.1260, 12/1997, abstract@nasa ads, abgerufen am 20. Juli 2011
5. ↑ I. V. Nemchinov,et al.: Ionospheric and magnetospheric disturbances caused by impacts of asteroids and comets., American Geophysical Union, 2005 abstract@nasa ads, abgerufen am 19. Juli 2011
6. ↑ Clark R. Chapman:Impacts on the Earth by asteroids and comets - assessing the hazard. Nature 367, 33 - 40 (06 January 1994); doi:10.1038/367033a0, abstract
7. ↑ David Jewitt: Astronomy: Eyes wide shut, in: Nature. 403, London, 13. Januar 2000, S.145 - 148. doi:10.1038/35003077
8. ↑ Rex Dalton: Blast in the past? in: Nature. London 447.2007, Nr. 7142 (17. Mai 2007), S.256-257. doi:10.1038/447256a