Asteroiden: Heftige Einschläge ziehen weite Kreise
Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat simuliert, wie die gewaltige Energie eines großen Asteroideneinschlags die Rückseite der Erde verwüstet.
Die Geophysiker aus München und Princeton verwendeten als Vorbild den Einschlag, der vermutlich vor 65 Millionen Jahren das Massensterben am Ende der Kreidezeit verursachte, bei dem auch die Dinosaurier ausstarben. Nach dem Auftreffen eines solchen rund zehn Kilometer großen Geschosses bewegen sich Rayleigh-Oberflächenwellen über die Erdkruste. Bei besonders schiefen Einschlagswinkeln kommen auch starke Scherwellen und Love-Oberflächenwellen hinzu. Daneben reagieren tiefere Bereiche der Erde elastisch, was auch den festen inneren Kern verformt. Auf der Hemisphäre gegenüber der Einschlagsstelle kommt es ebenfalls zu schweren Auswirkungen. An diesem Antipoden laufen die Erdbebenwellen wieder zusammen und können die Oberfläche dort um bis zu vier Meter auslenken.
Abb.: Die maximalen Auslenkungen an der Oberfläche sind am Ort des Einschlags (links: Karibik) und am Antipoden (rechts: Westaustralien), wo die seismischen Wellen sternförmig zusammenlaufen. (Bild: Meschede et al.)
Dennoch sind vertikaler Versatz und Stress am antipodalen Punkt des Einschlags deutlich geringer, als dies einfachere Modelle bislang ermittelten. Denn real laufen die seismischen Wellen nicht ganz zeitgleich zusammen, weil sie bereits auf dem Weg an der heterogenen Erdkruste streuen. Auch die nicht kugelsymmetrische Form der Erde, die einem Rotationsellipsoid entspricht, vereitelt noch gravierendere Auswirkungen am Antipoden.
Die seismischen Wellen bewegen sich in verschiedenen Tiefen um die Welt. An der Oberfläche bilden sich durch Inferenz kurzzeitig Kanäle mit besonders starken Oberflächenwellen aus, die sternförmig auf den Antipoden zulaufen. Ein ähnliches Muster beobachten die Forscher im Erdmantel in 60 Kilometern Tiefe: Hier ist der Druck kurzzeitig fünf mal höher als in der Umgebung. Entlang dieser Kanäle treten Stresswerte auf, die denen von gewöhnlichen Erdbeben mittlerer bis starker Magnituden entsprechen. Somit könnte der Impakt zumindest rund um den Antipoden weitreichende Erdbeben auslösen, die durch bereits vorhandene Spannungen noch verstärkt werden. Somit sind neben den Tsunamis am Einschlagspunkt auch am Antipoden schwere Flutwellen zu erwarten.
Das Modell der Forscher stellt den Erdaufbau und die Umgebung des Einschlags in ihren realen Proportionen nach. Dazu gehören der planetare Schalenbau aus festem und flüssigem Erdkern und der Erdmantel. Die eher starre, heterogen gebaute Kruste und die Ozeane wurden mit einem Gitterabstand von zehn Kilometern nachgebildet. Gleichzeitig modellierten die Geophysiker den Einschlag nicht wie in früheren Impaktmodellen als Punktquelle, sondern mit einer realen Ausdehnung, die auch einem schiefen Einschlagswinkel Rechnung tragen kann.
Karl Urban
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