Zahl der Asteroideneinschläge verdreifacht

Ein Team von Wissenschaftlern hat festgestellt, dass die Zahl der Asteroideneinschläge auf Mond und Erde vor etwa 290 Millionen Jahren um das zwei- bis dreifache gestiegen ist. Bisher dachten viele Wissenschaftler, dass sich auf beiden Objekten deswegen weniger Krater finden, die vor diese Zeit zu datieren sind, da sie aufgrund von Erosion verschwunden waren. Die neuen Erkenntnisse scheinen zu belegen, dass es in dieser früheren Periode einfach weniger Asteroiden-Einschläge gab.

Durch den Blick auf den Mond, der die vollständigste und zugänglichste Chronik an Asteroiden-Kollisionen aufweist, welche unser Sonnensystem geprägt hat, fordert ein internationales Wissenschaftsteam unser Verständnis über einem Teil der Erdgeschichte heraus. In einer vor kurzem im Journals Science veröffentlichten Studie zeigt das Team, dass die Zahl der Asteroiden-Einschläge auf Mond und Erde in den letzten 290 Millionen Jahren zwei- bis dreimal höher war, als in den 700 Millionen Jahren davor.

Wissenschaftler haben jahrzehntelang versucht zu verstehen, wie hoch die Trefferquote von Asteroiden war, welche die Erde trafen, indem sie die umliegenden Gesteine radiometrisch datierten, um deren Alter zu bestimmen. Da jedoch angenommen wurde, dass die Erosion einige Krater zum Verschwinden brachte, war es schwierig, eine genaue Impaktrate festzustellen.

Um dieses Problem zu umgehen, untersuchten sie den Mond, der im gleichen Zeitraum wie die Erde von Asteroiden bombardiert wurde. Es war jedoch nicht möglich das Alter von Mondkratern zu bestimmen, bis der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) vor einem Jahrzehnt begann den Mond zu umkreisen und seine Oberfläche zu untersuchen.

„Die Instrumente des LRO haben es den Forschern ermöglicht, einen Blick zurück auf jene Kräfte zu werfen die den Mond geformt haben“, sagte Noah Petro, ein Wissenschaftler des LRO-Projekts.

Mit Hilfe der LRO-Daten konnte das Team eine Altersliste aller Mondkrater zusammenstellen, die jünger als etwa eine Milliarde Jahre sind. Zu diesem Zweck verwendeten sie Daten von LROs Diviner Instrument, einem Radiometer, das die von der Mondoberfläche abgestrahlte Wärme misst, um die Abbaurate junger Krater zu überwachen.

Während einer Mondnacht strahlen Steine viel mehr Wärme ab als feinkörniger Boden, Regolith genannt. Dies ermöglichte es Wissenschaftlern, Gestein von feinen Partikeln anhand von Wärmebildern zu unterscheiden. Rebecca Ghent, Co-Autorin des Artikels, hatte diese Informationen zuvor verwendet, um die Rate zu berechnen, mit der große Steine um die jungen Mondkrater, die während eines Asteroideneinschlags auf die Oberfläche ausgeworfen wurden, infolge eines ständigen Regens winziger Meteoriten über Dutzende von Millionen Jahren zu Regolith zerfallen. Mit dieser Idee konnte das Team das Alter für bisher nicht datierte Mondkrater berechnen.

Im Vergleich mit einer ähnlichen Zeitachse der Erdkrater fanden die Forscher heraus, dass beide Objekte die gleiche Geschichte eines Asteroidenbombardements zu verzeichnen haben.

„Es wurde klar, dass der Grund, warum die Erde weniger ältere Krater in ihren stabilsten Regionen hat, darin liegt, dass die Impaktrate bis vor etwa 290 Millionen Jahren niedriger war“, sagte William Bottke, Asteroidenexperte am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado und einer der Mitautoren des Artikels.

Die Ursache für den Anstieg der Impaktrate ist unbekannt, obwohl die Forscher spekulieren, dass es vielleicht vor mehr 300 Millionen Jahren zu großen Kollisionen im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter kam. Solche Ereignisse können Trümmer erzeugen, die das innere Sonnensystem erreichen können.

Ghent und ihre Kollegen fanden starke Unterstützung für ihre Erkenntnisse durch Zusammenarbeit mit Thomas Gernon, einem an der Universität von Southampton in England ansässigen Geowissenschaftler, der an einer terrestrischen Formation namens Kimberlitschlote arbeitet. Diese unterirdischen Schlote sind schon lange erloschene Vulkane, die sich in länglicher Form einige Kilometer unter der Oberfläche erstrecken und in gering erodierten Regionen der Erde gefunden werden, an denen sich auch gut erhaltene Einschlagkrater befinden.

„Der kanadische Schild beherbergt einige der am besten erhaltenen und am besten untersuchten Terrains – und auch einige der am besten untersuchten großen Einschlagkrater“, sagte die Hauptautorin Sara Mazrouei.

Gernon zeigte, dass die vor etwa 650 Millionen Jahren entstandenen Kimberlitschlote keine große Erosion erfahren haben, was darauf hindeutet, dass die großen Einschlagkrater jünger sind als diese und auf stabilem Gelände auch intakt geblieben sind.

„So wissen wir, dass diese Krater eine fast vollständige Aufzeichnung darstellen“, sagte Ghent.

Die Forscher waren zwar nicht die ersten die vorschlugen, dass die Anzahl der Asteroideneinschläge auf der Erde in den vergangenen Milliarden Jahren schwankte, sie sind jedoch die ersten, die dies statistisch belegen und die Einschlagrate quantifizieren konnten.

„Diese Ergebnisse könnten auch Auswirkungen auf die Geschichte des Lebens auf der Erde haben, die unterbrochen wurde durch Ereignisse wie einem Massenaussterben und der schnellen Entwicklung neuer Arten“, sagte Ghent. „Obwohl jene Kräfte, die diese Ereignisse auslösten, kompliziert sind und auch andere geologische Ursachen gehabt haben könnten, wie große Vulkanausbrüche kombiniert mit biologischen Faktoren, haben Asteroiden-Einschläge sicherlich eine Rolle in dieser fortlaufenden Saga gespielt.

„Die Frage ist, ob die vorhergesagte Änderung der Impaktrate von Asteroiden direkt mit Ereignissen verknüpft werden kann, die vor langer Zeit auf der Erde stattfanden.“

Die Ergebnisse sind beschrieben in der Studie „Earth and Moon impact flux increases at the end of the Paleozoic“, die im Journal Science veröffentlicht wurde.

23. Jänner 2019/SP
Verein Kuffner-Sternwarte