Gefahr aus dem All

In unserem Sonnensystem gibt es neben der Sonne, den Planeten und Monden auch zahlreiche kleinere Gesteins- und Metallbrocken. Diese werden von den Astrronomen als  Kleinplaneten oder Asteroiden bezeichnet. Die meisten Asteroiden befinden sich im sogenannten Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter.  Ab und zu stoßen zwei dieser Asteroiden zusammen. Bei einem solchen Crash entstehen jede Menge Trümmer und Splitter. Diese fliegen von der bisherigen Umlaufbahn weg, quer durch das Sonnensystem. Manche von ihnen geraten in die Nähe der Erde, werden von ihr angezogen und stürzen auf die Erde. Diese abstürzenden Brocken nennt man  dann Meteoriten. Im Jahresdurchschnitt gehen etwa 3.500 Meteoriten mit einem jeweiligen Gewicht von ca. 500 g auf die Erde nieder. Die größeren Asteroiden treffen die Erde glücklicherweise nur ungefähr ein- bis zweimal innerhalb einer Millionen Jahre. Der jüngste Impakt fand laut einer Studie aus dem Jahr 2021 wahrscheinlich vor 50.000 Jahren im heutigen China statt. Der Krater, den der vermutlich etwa 100 Meter große Asteroid hinterließ, hat einen Durchmesser von 1,85 Kilometern und eine maximale Tiefe von 150 Metern. Der Einschlag eines Meteoriten war höchstwahrscheinlich auch für die verheerendste Katastrophe in der Geschichte dieser Erde verantwortlich. Beim Aufprall eines Himmelskörpers vor rund 251 Millionen Jahren im Meer vor der Halbinsel Yucatan wurde fast das komplette Leben auf der Erde ausgelöscht. Ein riesiger Gesteinsbrocken aus dem Weltall mit einen Durchmesser von fünf bis elf Kilometern hat für das große Sterben gesorgt. Dabei sind in kurzer Zeit etwa 90 Prozent aller Lebensformen im Wasser und 70 Prozent an Land vernichtet worden.Der Aufprall ereignete sich am Übergang vom Perm- zum Trias-Erdzeitalter. Vom Einschlag des Himmelskörpers zeugten sogenannte „Buckyballs“. Diese bestehen aus Kohlenstoff, haben die Größe eines Volleyballs und haben in der Mitte einen Einschluss – wie eine Höhle. In diesen Einschlüssen wurde ein Helium-Isotop gefunden, von dem Wissenschaftler annehmen, dass es nicht von der Erde stammt.

Da unsere Erde aber mit mehr als 70 % Wasser bedeckt ist, schlagen die meisten Meteoriten in den Meeren ein. Die größte Gefahr eines Meteoriteneinschlags ist daher nicht die direkte Explosion sondern der nachfolgende Tsunami, welcher binnen weniger Stunden ganze Ozeane durchqueren kann. Das verdampfte Wasser gelangt als Treibhausgas in die Atmosphäre und verteilt sich global, zugleich reflektiert eine geschlossene Wolkendecke das Sonnenlicht in den Weltraum zurück. Aufgewirbelter Gesteinsstaub verteilt sich ebenfalls global und verdunkelt das Sonnenlicht. Monate, vielleicht sogar Jahre herrscht ewige Nacht auf der Erde. Die Folge wäre ein globaler Winter und möglicherweise wird eine neue Eiszeit ausgelöst. Mit Treffern die schwere Folgen für den Menschen haben, ist laut Statistik aber nur alle 30 Jahre zu rechnen. Bislang sind auf der Erde 165 Meteoriten-Krater nachgewiesen worden. Jährlich kommt die Entdeckung von ein bis zwei Krater hinzu.

Am 30. Juni 1908 ereignete sich im sibirischen Gouvernement Jenisseisk, der heutigen Region Krasnojarsk eine oder mehrere sehr große Explosionen, deren Ursache sich bisher nicht zweifelsfrei klären ließ. Als wahrscheinlichste Ursache gilt der Eintritt eines Asteroiden, des nach der Region benannten Tunguska-Asteroiden. Die Ursache des Ereignisses ist bis heute ungeklärt. Unter anderem wurden der Einschlag eines kleinen Schwarzen Loches oder  der Absturz eines extraterrestrischen Raumschiffs für das Ereignis verantwortlich gemacht. Nach einer anderen Theorie könnte es sich auch um eine Kollision der Erde mit einem Weltraumkörper aus Spiegelmaterie (mirror matter; eine hypothetische Materieform, aus der z. B. die Dunkle Materie bestehen könnte) gehandelt haben. Spiegelmaterie ist laut einer Theorie ein hypothetisches Gegenstück zur gewöhnlichen Materie , das die Eigenschaften gewöhnlicher Materie widerspiegelt, aber nur über die Schwerkraft oder die schwache Wechselwirkung mit ihr interagiert.  Spiegelmaterie bleibt für uns unsichtbar.

Die größten Meteoriteneinschläge der Erdgeschichte

Die Resultate massiver Einschläge sind  nicht nur spektakuläre Krater enormen Ausmaßes, sondern auch der Einfluss auf die lokale, und im Extremfall auch die globale, Flora und Fauna. Im Laufe der Zeit führten diese kataklystischen Ereignisse zu signifikanten Veränderungen in der Umwelt, nahmen Einfluss auf die Biodiversität und lenkten dadurch nicht zuletzt auch die Evolution des Lebens, wie wir es heute kennen. Die Untersuchung von Einschlagskratern ermöglicht Wissenschaftlern, wichtige Erkenntnisse über die Bedingungen auf der Erde in verschiedenen Zeitaltern zu gewinnen. 

Aufgrund des Aussterbens der Dinosaurier war der Chicxulub-Asteroideneinschlag vor etwa 66 Millionen Jahren eines der einschneidendsten Ereignisse in der Erdgeschichte.. Der Chicxulub-Krater liegt an der Küste der Halbinsel Yucatán in Mexik.  Er hat einen Durchmesser von etwa 180 bis 200 Kilometern und ist heute unter dicken Sedimentschichten verborgen. Der Asteroid (oder Komet) hatte einen geschätzten Durchmesser von 10 bis 15 Kilometern. Dieser Einschlag ist eng mit dem Massenaussterben am Ende der Kreidezeit verbunden, dem etwa 75 % aller Tier- und Pflanzenarten, darunter die nicht-vogelartigen Dinosaurier, zum Opfer fielen. Die Folgen des Chicxulub-Einschlags waren weltweit zu spüren: Der Einschlag des Asteroiden setzte Energie frei, die Millionen von Atombomben entsprach. Eine gewaltige Druckwelle und Hitzestrahlung vaporisierten Lebewesen im Umkreis von tausenden Kilometern sofort. Gewaltige Tsunamis, mit Flutwellen teils über 1.000 Meter hoch verwüsteten die Küsten des Golfs von Mexiko und breiteten sich weltweit aus. In die Atmosphäre geschleudertes Gesteinsmaterial (Tektite) fiel als glühend heißer Feuerregen zurück und entzündete weltweit globale Waldbrände. In den ersten Monaten nach dem Impakt  wurde es dunkel. Staub, Ruß und Schwefelaerosole in der Stratosphäre blockierten das Sonnenlicht fast vollständig über Jahre. Die Photosynthese kam zum Erliegen. Ohne Licht starben Pflanzen an Land und das Phytoplankton in den Ozeanen ab. Dies führte zum sofortigen Zusammenbruch der Nahrungsketten. Die globalen Temperaturen sanken drastisch (um bis zu 25°C), was viele wechselwarme Tiere und tropische Arten nicht überlebten. In den folgenden  ersten Jahre bis Jahrzehnten verursachten Schwefelverbindungen in der Atmosphäre einen extrem sauren Regen, der Böden und die Oberflächenschichten der Ozeane versauerte. Nachdem sich der Staub in der Atmosphäre gelegt hatte, sorgte das freigesetzte CO2 für eine langanhaltende globale Erwärmung. Während viele Tiere (wie die meisten Dinosaurier) wahrscheinlich innerhalb von Monaten bis wenigen Jahren starben, zog sich das endgültige Verschwinden einiger Gruppen über einige tausend bis zehntausend Jahre hin. Als entscheidender geochemischer Beweis für einen Asteroideneinschlag als Ursache des Dinosauriersterbens gilt die Iridium-Anomalie. Das ist eine weltweit nachweisbare, ungewöhnlich hohe Konzentration des Edelmetalls Iridium in einer dünnen Sedimentschicht, die exakt an der Kreide-Paläogen-Grenze (K-Pg-Grenze) vor 66 Millionen Jahren liegt. Iridium gehört zu den Platinmetallen und ist in der Erdkruste extrem selten (ca. 0,022 ppb), da es bei der Entstehung der Erde aufgrund seiner Eisenaffinität fast vollständig in den Erdkern abgesunken ist. In Asteroiden und Meteoriten ist die Iridium-Konzentration um ein Vielfaches höher. Die Forscher schlussfolgerten, dass der Iridium-Staub von einem verdampften Asteroiden stammte, der sich nach dem Einschlag global in der Atmosphäre verteilte und später als feine Schicht ablagerte. Im Rahmen einer internationalen Bohrung im Chicxulub-Krater wurde 2021 offiziell bestätigt, dass sich auch im Krater selbst eine Iridium-Schicht befindet. Weitere Indikatoren im Krater bestätigten letztendlich die Asteroidentheorie: Quarzkörner mit mikroskopischen Deformationsstrukturen, die nur durch extremen Druck entstehen. Ferner winzige Glaskügelchen aus geschmolzenem Gestein, sogenannte Mikrotektite. Und schließlich Ruß, die Überreste von weltweiten Flächenbränden.

Die Erforschung der größten Meteoriteneinschläge der Erdgeschichte offenbart nicht nur die dynamischen und teils katastrophalen Ereignisse in der Vergangenheit unseres Planeten, sondern liefert wertvolle Erkenntnisse für die Zukunft. Moderne Technologien insbesondere auch Erkenntnisse aus der Raumfahrt bieten heute Möglichkeiten, Gefahren aus dem Weltall früh zu erkennen und die Bewegungen von Objekten exakt zu verfolgen. Projekte wie die NASA-Mission DART (Double Asteroid Redirection Test) zeigen, dass die Menschheit langsam beginnt, Methoden zu entwickeln, um potenziell gefährliche Asteroiden von ihrem Kurs abzulenken und die Gefahr eines Einschlags damit zu reduzieren. Auch Asteroiden sind eine omnipräsente Gefahr aus dem Weltall. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde in naher Zukunft von einem großen Asteroiden getroffen wird, ist statistisch gesehen aber sehr gering. Die Bahnen der meisten großen Objekte im Sonnensystem sind bekannt und werden kontinuierlich überwacht. Dennoch dringen pro Jahr etwa 20.000 Meteoriten bis zur Erdoberfläche durch. In Relation zur Fläche passiert es aber relativ selten, dass die Bruchstücke gefunden werden.