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Eine Einführung in die Impaktforschung

Überschallimpakte: Ein fundamentaler geologischer Prozess

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Die Kollision fester Körper ist einer der fundamentalsten Prozesse unseres Sonnensystems. Nicht nur die mit Kratern übersäte Mondoberfläche zeugt von der bedeutenden Rolle, welche Überschallimpakte bei der Entwicklung des Mondes und der Erde gespielt haben: Der Mond selbst wurde wahrscheinlich durch einen gigantischen Impakt weniger als 40 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde gebildet. Später haben Einschläge von Kometen und kohligen Chondriten (eine Meteoritenklasse) Wasser und möglicherweise organische Moleküle zur Erde gebracht, und große Impakte haben wahrscheinlich eine vollkommene Durchwälzung der frühen Erdkruste bewirkt.

Die Bildung von Impaktkratern ist für die Produktion und Konservierung von weltweit bedeutenden Rohstoffablagerungen verantwortlich (z.B. Nickel-Kupfer-Erze in Sudbury, Kanada, Diamanten in Popigai, Russland, Gold in Vredefort, Südafrika, oder Kohlenwasserstoffe in dem Ek-Ölfeld der Campechebank, Golf von Mexiko). Und zumindest eine Kollision, der Chixulub-Impakt vor 65 Millionen Jahren, hat eine Massenextinktion an der Kreide-Tertiärgrenze verursacht.

Die ständige Verformung der Erdoberfläche durch Plattentektonik und Erosion hat jedoch die meisten Zeugnisse der Impaktgeschichte vernichtet. Nichtsdestotrotz sind 176 Impaktstrukturen bis 2008 auf der Erde identifiziert worden, und diese Zahl wächst stetig (http://www.passc.net/EarthImpactDatabase/index.html). Zusätzlich ist eine kleine Zahl von Ejektalagen bekannt, mit der Kreide-Tertiärgrenze als bekanntestes Beispiel.

Derzeit sind 176 Impaktkrater auf der Erde bekannt
Derzeit sind 176 Impaktkrater auf der Erde bekannt

Es muss betont werden, dass Überschalleinschläge eine gewisse Bedrohung für die Zivilisation darstellen. Deshalb werden systematische Suchprogramme für potentiell gefährliche Projektile (Near-Earth-Objects NEOs, http://neo.jpl.nasa.gov/ca/) durchgeführt, und Projekte, die Abwehrmethoden für bedrohliche NEOs evaluieren, werden derzeit verfolgt. Der 15 m große Meteoritenkrater, der am 15. September in Carancas, Peru, gebildet wurde, führte deutlich die Allgegenwärtigkeit dieses Prozesses vor Augen. Der Impaktprozess und Impakt-induzierte Auswirkungen auf die Umwelt sind bedeutende Forschungsthemen, nicht nur aus den obengenannten Gründen, sondern auch unter dem Gesichtspunkt möglicher technischer Errungenschaften, da die extremen Zeit- und Energieskalen von Überschalleinschlägen spezielle technische Verfahren in der Versuchsdurchführung und anspruchsvolle numerische Kodes für die Modellierung verlangen.