Meteoriteneinschläge - Schutz ausweglos?

Inhalt

1 Einleitung

2 Meteoriten
2.1 Begriffsdefinition
2.2 Warum sind mehr Einschlagkrater auf dem Mond erkennbar, als auf der Erde?
2.3 Meteoritentypen

3 Geschehnisse eines Einschlags
3.1 Geschehnisse vor dem Einschlag Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2 Geschehnisse während des Einschlags
3.3 Geschehnisse unmittelbar nach dem Einschlag
3.4 Umweltfolgen eines Meteoriteneinschlags

4 Meteoriteneinschläge in Beispielen
4.1 Das Tunguska - Ereignis
4.2 Der Hoba - Meteorit
4.3 Die KT - Einschlagshypothese

5 Gibt es Möglichkeiten des Schutzes vor Meteoriteneinschlägen?

6 Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Erklärung

1 Einleitung

Einschläge von Meteoriten indizieren katastrophale Auswirkungen für Gesellschaften. Abwegig erschien, dass eine Katastrophe mit kosmischer Herkunft eine von Menschen anerkannte Naturkatastrophe sein sollte, da darunter bislang Geschehnisse mit geologischen oder anthropogenen Ursachen verstanden worden waren.

In vielen Büchern, die das Wort „Naturkatastrophen“ im Titel führen, kommt der Einschlag von Meteoriten nicht einmal vor. Ein großer Meteoriteneinschlag von vor 14,6 Mio. Jahren wird nach der Definition von Rowe nicht als Naturkatastrophe gesehen, da seiner Auffassung nach mehr als zehn Tote, über 30 Verletzte und ein Sachschaden von über 30 Mio. DM, also ca. 15 Mio. Euro eine Naturkatastrophe bedingen (Rowe 1977, zit. n. M.J. Müller 2000, S.3).

Und dennoch, betrachtet man die folgende Definition von Naturkatastrophen, so wird schnell klar, dass auch der Einschlag eines Meteoriten mit verheerender Wirkung eine Naturkata-strophe darstellt:

„Eine Katastrophe ist ein Ereignis, in Raum und Zeit konzentriert, bei dem eine Gesellschaft einer schweren Gefährdung unterzogen wird und derartige Verluste an Menschenleben oder materielle Schäden erleidet, daß [sic!] die lokale gesellschaftliche Struktur versagt und alle oder einige wesentlichen Funktionen der Gesellschaft nicht mehr erfüllt werden können.“ (R. Hanisch 1996, S.22).

Was haben Sternschnuppen, Feuerkugeln und Krater auf der Erdoberfläche, die keines vulkanischen Ursprungs sind gemeinsam? Flüchtig betrachtet nichts, doch fällt bei genauerem Hinsehen eine Eigenschaft ins Auge; sie alle entstehen durch extraterrestrische Gesteine: durch Meteoriten. Was wissen wir über Meteoriten, woher kommen sie und warum dringen sie in die Erdatmosphäre vor?

Diesen und weiteren Fragen geht diese Arbeit nach. Die Frage nach den Geschehnissen eines Einschlags wird beschrieben und die Entstehung des Kraters diskutiert. Ferner werden durch die beispielhafte Erläuterung weniger, vergangener Ereignisse mögliche Folgen eines Einschlags verdeutlicht. Von großem Interesse ist dabei die Frage nach den Gefahren eines Einschlags und dessen kurz- bis langfristigen Folgen für Klima, Flora, Fauna und natürlich auch für den Menschen.

2 Meteoriten

Im Jahre 1794 begründete E.F.F. Chladni, ein deutscher Jurist, Philosoph und Naturwis-senschaftler mit seiner „Meteoritentheorie“ unser heutiges Wissen über Meteoriten (Chladni, zit. n. D. Goetz 1979, S.10 ff). Nachdem seine Theorie von der Wissenschaft vielerorts zunächst belächelt wurde, gelang es Chladni dennoch, ein Buch mit seiner Theorie im Jahre 1819 in Wien herauszugeben. Darin erläutert er seine These und belegt, dass Meteoriten auf Planetoiden herabfallende Himmelskörper sind, die entweder bereits in der Atmosphäre verglühen (= Meteor), oder - im Falle größerer Himmelskörper - tatsächlich den planetaren Boden erreichen können. Bis heute ist Chladnis Arbeit die Basis weitreichender wissen-schaftlicher Forschung und begründet die aktuelle Definition des Meteoriteneinschlags.

2.1 Begriffsdefinition

Ein Meteorit ist ein in die Atmosphäre eines Planeten oder Mondes eindringender, fester Körper aus dem Weltraum. Vor dem Einschlag auf der Erdoberfläche bezeichnet man diesen Körper auch als „Meteoroid“. Das Wort „Meteorit“ entstammt dem Griechischen und bedeutet ursprünglich „in der Luft befindlich“. Der kosmische Körper verglüht bei seinem Weg durch die Erdatmosphäre nicht vollständig, sondern eine Restmasse schlägt auf der Erdoberfläche ein. Ein Asteroid ist hingegen ein in der Umlaufbahn der Sonne befindlicher Kleinplanet oder Planetoid. Deren größter Vertreter, der Ceres wurde 1801 entdeckt und durchmisst etwa 1070 km (A. Rétyi 1996, S.110). Kreuzt nun ein Asteroid die Laufbahn der Erde und kollidiert mit ihr, so kann er zu einem Meteoriten werden.

Ein großer Teil der Asteroiden unseres Sonnensystems existiert zwischen den Umlaufbahnen der beiden Planeten Mars und Jupiter im sogenannten Asteroidengürtel. Der Großteil der Meteoriten, die auf die Erde treffen, stammt aus diesem Gürtel, der mindestens 100.000 Asteroiden verschiedener Größe beinhaltet (B. Murck, B. Skinner & S. Porter 1997, S.254). Ein Grund für das Auftreffen dieser Asteroiden auf die Erde, ist deren zum Teil sehr ovale Umlaufbahn um die Sonne. Doch gehen nicht nur auf der Erde immer wieder Meteoriten nieder, auch andere Planeten und ihre Monde sind ständig von Meteoriteneinschlägen betroffen.

2.2 Warum sind mehr Einschlagkrater auf dem Mond erkennbar, als auf der Erde?

Denkt man an den viel größeren Umfang der Erde als ihren Mond und daran dass die Erde ein viel größeres Ziel bietet, so wird man mit Recht auf diese Frage stoßen. Zudem steht der Mond im Kosmos relativ nah zur Erde und kann somit nicht viel mehr Asteroiden kreuzen, während die Erde eine höhere Gravitation und eine stärkere Anziehungskraft aufweist. Ebenso fällt das Alter dieser beiden Himmelskörper als mögliche Ursache weg, da es sich nicht wesentlich unterscheidet (www.forschungsnachrichten.de).

Viele dieser Fakten gelten nicht nur für den Erdenmond (s. Abb.1), sondern auch für andere Planeten und deren Monde, beispielsweise Mars, Merkur und den Jupitermond Ganymed. Auch auf ihren Oberflächen sind deutlich vielfältige Krater als Zeugen der Meteoriten-einschläge auszumachen. Hingegen wirkt die Erde aus dem Weltall wie eine Kugel mit bläulichem Schimmer, auf deren Oberfläche scheinbar noch niemals ein Meteorit einschlug.

Dafür gibt es mehrere Gründe, deren vermutlich wichtigster die Existenz der relativ dichten Erdatmosphäre ist. Sie agiert als Schutzschild und schirmt die Erde vor heranfliegenden Objekten ab. Kleinere Objekte verglühen vollständig beim Eintritt in die Erdatmosphäre und schlagen nicht auf der Oberfläche auf, so dass keine Krater entstehen können.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass107 bis 109 kg kosmische Materie pro Jahr in die Atmosphäre der Erde eintreten, doch erreichen unter 1% die Erdoberfläche (B. Murck, B. Skinner & S. Porter 1997, S.260). Der Rest sind hauptsächlich kleinere Staubpartikel, die schon wenige Sekunden nach Berührung mit der Erdatmosphäre verglühen.

Ein anderer Grund für das Fehlen von Kratern ist das reichlich vorhandene Wasser. Kein anderer Planet hat vergleichbar viel Wasser an der Oberfläche aufzuweisen wie die Erde, deren Oberfläche zu 70% aus Ozeanen besteht, die teilweise derart tief sind, dass Meteoriten bei einem Einschlag keine sichtbaren Krater hinterlassen. Man kann davon ausgehen, dass eine Großzahl der Meteoriten innerhalb der Ozeane eingeschlagen sind ohne für das menschliche Auge wahrnehmbare Spuren zu hinterlassen.

Neben der Atmosphäre und dem Vorhandensein der Ozeane gibt es einen weiteren Grund für das geringe Vorkommen der Krater: Jeder Krater auf der Erdoberfläche ist einer ständigen Erosion durch Wind und Wasser ausgesetzt. Dies lässt darauf schließen, dass es seit der Erdentstehung vor rund 4,6 Mrd. Jahren unzählige Krater gegeben haben muss, die durch Einflüsse von Wind und Wasser heute beinahe allerorts von der Erdoberfläche entfernt oder durch die Ablagerung von Sedimenten verschiedener Art aufgefüllt wurden. Viele Krater lassen sich nur noch anhand der an ihrem Rand aufgeworfenen Wälle erkennen.

Diese drei genannten Eigenheiten der Erde führen dazu, dass man heute nur noch wenige Einschlagskrater auf der Erdoberfläche finden oder erkennen kann. Da der Erdenmond keine dichte Atmosphäre und kein Wasser an der Oberfläche aufweist und da Erosionsprozesse dort merklich geringere Ausprägung aufweisen, als auf der Erde, konnten große Krater als Folge von Meteoriteneinschlägen auf seiner Oberfläche entstehen und sind auch über Millionen von Jahren hinweg sichtbar geblieben.

2.3 Meteoritentypen

Meteoriten unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe, Form, Dichte und Geschwindigkeit und in ihrer Zusammensetzung. Nach dem vorkommenden Material teilt man sie in drei Haupttypen ein: Steinmeteoriten, Eisenmeteoriten und Stein - Eisen - Meteoriten.

Die Gruppe der Steinmeteoriten tritt mit ca. 94% am häufigsten auf (B. Murck, B. Skinner & S. Porter 1997, S.254). Sie werden nochmals nach Chondriten und Achondriten unterschieden. Die Chondrite machen den größeren Anteil aus. Sie bestehen zu 80% aus kleinen, in einer engmaschigen Matrix angeordneten Kügelchen bzw. Chondren (griechisch chondros = Korn) aus Silikaten und enthalten zusätzlich Nickeleisen. Die Chondren sind nicht Bestandteil der Achondriten, daher haben sie auch ihren Namen erhalten, denn „a“ im Griechischen bedeutet fehlend (F. Heide 1988, S.15).

Steinmeteoriten setzen sich aus Materie zusammen, die sich zur Zeit der Entstehung unseres Sonnensystems gebildet haben muss. Sie sind also sehr alt. Zum größten Teil bestehen sie aus Silikatmineralien wie Olivin, Pyroxen und Feldspat (F. Heide 1988, S.94) und können einen kleinen Anteil Eisen enthalten. Funde von Steinmeteoriten sind seltener als die Funde anderer Meteoritentypen, da ihre Zusammensetzung der Erdkruste sehr ähnelt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.3: Chondrit, Steinmeteorit

(Quelle: www. mineralienatlas.de)

Haben sie wegen ihrer Größe keinen bezeichnenden Krater hinterlassen, so sieht man sie -anders als Eisenmeteoriten - vielerorts wie gewöhnliches, terrestrisches Gestein (Abb. 3).

Eisenmeteoriten heben sich durch ihr Aussehen in der Landschaft deutlich als Fremdkörper ab. Sie bestehen zu mehr als 90% aus metallischem Nickeleisen und enthalten kaum andere Minerale (ebd., S.111). Zudem sind sie sehr viel schwerer als Steinmeteoriten. Nach ihrer inneren Struktur, die beispielsweise parallel verlaufende Linien haben oder Strukturen von Hexaedern aufweisen kann, sind sie weiter differenzierbar (Abb. rechts).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.4: Nickel - Eisen - Oktaedrit

(Quelle: www.mineralienatlas.de)

Nur sehr selten lassen sich Funde der Stein - Eisen - Meteoriten feststellen. Sie bestehen zu etwa gleichen Teilen aus Eisen und Stein. Man kann sie weiter differenzieren in Pallasite mit großen Olivinkristallen in Hohlräumen, deren Verhältnis Olivin zu Metall bei etwa 2:1 liegt (ebd., S.16). Man vermutet Pallasite als aus der Grenzzone zwischen Eisenkern und silikatreichem Asteroidenmantel stammend. Andererseits gibt es Mesosiderite, die ebenfalls aus Silikaten und Metall bestehen, allerdings viel feiner sind und unregelmäßige Strukturen aufweisen. Ferner können sie größere Silikat - Knollen enthalten.

Bisher ist es noch nicht vorgekommen, dass Meteoriten ein chemisches Element beinhaltet hätten, das es auf der Erde nicht gibt; dennoch besitzen manche Meteorite Elemente, die von großem, wissenschaftlichen Interesse sind. Bis heute wurden ca. 20 Meteoriten entdeckt, die geringe Mengen von Diamantsplittern enthielten (E. Keppler 1998, S.61). Auch Aminosäuren und andere organische Substanzen wurden bereits in Meteoriten gefunden, doch ist dies noch kein Beweis extraterrestrischen Lebens, denn man konnte diese Verbindungen auch im Labor aus anorganischem Material herstellen (B. Murck, B. Skinner & S. Porter 1997, S.256).

Außerordentlich interessant hinsichtlich der Entstehung des Universums sind vor allem die alten Chondrite, von denen einige Funde auf ein Alter von mehr als 4,5 Mrd. Jahren datiert werden konnten (www.mineralienatlas.de), was beinahe dem Alter unseres Sonnensystems entspricht. Kein sonstiges Gestein auf der Erde weist ein derart hohes Alter auf, so dass Meteoriten zu den außergewöhnlich interessanten und begehrten Forschungsobjekten gehören.

3 Geschehnisse eines Einschlags

Das folgende Kapitel soll wissenschaftliche Erkenntnisse über die Geschehnisse eines Meteoriteneinschlags darlegen: Welche Vorgänge laufen vor, während und nach einem Einschlag ab? Kommt es zu Wolken- und zur Kraterbildung? Entsteht bei jedem Einschlag ein Krater? Diesen und weiteren Fragen wird in diesem Kapitel nachgegangen.

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