Wenn wir den Mond betrachten, entweder durch ein Fernglas, ein Teleskop oder durch frühere Aufnahmen der Apollo-Missionen, sehen wir eine Landschaft, die von scheinbar riesigen Dolinen durchzogen ist. Aber diese „Dolinen“ gibt es nicht nur auf dem Mond, denn sie sind auf fast jedem Planetenkörper im gesamten Sonnensystem zu finden, von Planeten über andere Monde bis hin zu Asteroiden. Sie werden Einschlagskrater genannt und können in ihrer Größe von Städten bis zu kleinen Ländern reichen.
Einschlagskrater werden durch Gesteinsbrocken mit einer Größe von Staubpartikeln bis hin zu mehreren Kilometern Durchmesser verursacht, die mit unglaublicher Geschwindigkeit auf die Oberfläche eines Planetenkörpers prallen. Das Ergebnis ist nicht nur ein riesiges Loch im Boden, sondern der Aufprall schießt auch Material unter der Oberfläche hervor und verspritzt es in alle Richtungen, ein sogenanntes Strahlensystem oder Auswurf. Manche Krater sind so groß, dass Wissenschaftler sie als Rieseneinschläge bezeichnen. Aber warum ist die Untersuchung von Einschlagskratern so wichtig?
„Kollisionen sind ein allgegenwärtiger physikalischer Prozess während der Planetenentstehung und -entwicklung“, sagt Dr. Sarah T. Stewart, Professorin für Erd- und Planetenwissenschaften an der UC Davis, gegenüber Universe Today. „Während die Häufigkeit von Kollisionen heute im Vergleich zu den Hauptstadien des Planetenwachstums gering ist, liefern sie wichtige Einblicke in die Dynamik des Planeten, die Zusammensetzung unter der Oberfläche und die innere Struktur. Kollisionen haben auch die Entwicklung des Lebens auf der Erde geprägt, was in einigen Fällen gut dokumentiert ist.“ wie das Ereignis im Chixculub-Krater und sein Einfluss auf den Untergang der Dinosaurier. In anderen Fällen, wie etwa der Rolle von Kollisionen bei der Entstehung des Lebens, ist es weniger gut verstanden, aber ein aktives Forschungsgebiet.“
Bei diesem auch als Chixculub-Einschlagereignis bekannten Ereignis handelt es sich vermutlich um einen massiven Einschlag, der vor etwa 65 Millionen Jahren auf der Erde stattfand, als ein Asteroid mit einem Durchmesser von 10 Kilometern (6 Meilen) direkt vor der Nordküste der Halbinsel Yucatán einschlug Mexiko. Forscher schätzen, dass die resultierende Explosion etwa 100 Millionen Megatonnen entsprach und dabei einen Kern mit einer Temperatur von mehr als 5.500 °C (10.000 °F) und einen Krater mit einem Durchmesser von 180 Kilometern (110 Meilen) und einer Tiefe von 20 Kilometern (12 Meilen) erzeugte.
Abgesehen von der extremen Hitze und den massiven Schockwellen erzeugte der Einschlag auch schwefelsäurehaltigen Regen aus Trümmern, die auf den Planeten regneten, Ozonverlust und eine massive Staubwolke, die das Sonnenlicht blockierte, was zum Aussterben von 75 % allen Lebens auf dem Planeten führte Erde. Doch trotz der verheerenden Folgen, die der Chixculub-Einschlag für das Leben auf der Erde hatte, stellt sich die Frage, was uns die Untersuchung riesiger Einschläge und Einschlagkrater über die Suche nach Leben auf anderen Welten lehren kann.
„Unsere Ansichten über die Beziehung zwischen Leben und Auswirkungen haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten dramatisch verändert“, sagt Dr. Stewart gegenüber Universe Today. „Als ich Student war, wurde mir beigebracht, dass Einschläge die Oberfläche eines Planeten sterilisieren und die Entstehung von Leben hemmen würden. Heute verlangt die Ursprungsgemeinschaft des Lebens, dass Einschläge chemische und thermische Störungen hervorrufen, die die präbiotische Chemie unterstützen würden. Seitdem.“ Kollisionen sind während der Planetenentstehung so häufig, dass sich die Sichtweise geändert hat, um die Rolle von Kollisionen und die mögliche Häufigkeit des Lebens, wie wir es kennen, zu erhöhen.“
Der Grund, warum der gewaltige Krater des Chixculub-Einschlagereignisses so gut verborgen ist, liegt an den Prozessen auf der Planetenoberfläche, die unseren Planeten formen, insbesondere durch Erosion, Verwitterung, Vulkanismus und Plattentektonik. Diese Prozesse haben im Wesentlichen auch bis zu Millionen anderer Einschlagskrater gelöscht, die in der etwa 4,6 Milliarden Jahre alten Erdgeschichte entstanden sind. Dies steht in krassem Gegensatz zu unserem Mond und Tausenden anderen Planetenkörpern im gesamten Sonnensystem, einschließlich Planeten, Monden und Asteroiden, die noch immer Krater aufweisen, die vor Milliarden von Jahren entstanden sein könnten.
Während diese Prozesse fast alle Einschlagskrater auf der ganzen Welt ausgelöscht haben, ist Meteorkrater einer der am besten erhaltenen Einschlagskrater der Welt, der etwa 60 Kilometer (37 Meilen) östlich von Flagstaff, Arizona, liegt. Dieser Krater wurde vor etwa 50.000 Jahren durch ein Objekt mit einem angenommenen Durchmesser von 50 Metern (150 Fuß) geschaffen, was zu dem Krater führte, den wir heute sehen, der einen Durchmesser von knapp 1,2 Kilometern (0,7 Meilen) hat. Was sind neben all diesen einzigartigen Aspekten einige spannende Gründe dafür, wie und warum angehende Studenten Einschlagskrater studieren sollten?
„Einschlagskrater sind immer ein interessantes Ziel für die Erforschung anderer Körper durch Roboter (und Menschen), da sie Zugang zu unterirdischen Materialien bieten“, sagt Dr. Stewart gegenüber Universe Today. „Wissenschaftler versuchen immer noch zu verstehen, wie die größten Krater entstehen und wie Variationen zu interpretieren sind, die mit den inneren Eigenschaften zusammenhängen müssen. Menschen führen jetzt aufregende Experimente im Zusammenhang mit der Planetenverteidigung durch – wie die DART-Mission. Der Schutz des Planeten erfordert das Verständnis vieler davon.“ physikalische Prozesse wie bei natürlichen Einschlagereignissen.“
Dr. Stewart erklärt gegenüber Universe Today: „Einschlagskrater sind wunderschöne, komplexe und faszinierende Planetenmerkmale“ und ermutigt Studenten, sich dies anzusehen Community-Wiki zu Planetary Impactseine wissenschaftliche Ressource für alles, was mit Auswirkungen zu tun hat, einschließlich Online-Tools, Datensätzen, Nachrichten und vielem mehr.