29.10.2018

Wie Meteoritenkrater entstehen

Festes Gestein kann sich unter hohem Druck kurzfristig wie eine Flüssigkeit verhalten.

Vor etwa 66 Millionen Jahren schlug vor der Yucatán-Halbinsel im heutigen Mexiko ein Meteorit in die Erde ein und löste ein Massen­sterben aus, das rund 75 Prozent aller damaligen Arten auslöschte und das Zeit­alter der Dino­saurier beendete. Ulrich Riller vom Fach­bereich Geo­wissenschaften der Universität Hamburg und Kollegen ist es nun gelungen, die bisher rätsel­hafte Entstehung der charakteristischen Krater­form und des Ring­gebirges zu erklären. Das Ring­gebirge erhebt sich im Zentrum des Kraters über dem sonst flachen Boden. Diese Erkenntnisse können zukünftig dazu beitragen, die Bildung der größten Einschlags­krater unseres Sonnen­systems zu entschlüsseln.

Abb.: Schwerkraft-Anomalie des Chicxulub-Kraters (Bild: USGS)

Über den gigantischen Krater mit einem Durch­messer von rund 200 Kilo­metern mit seinem Zentrum nahe der mexikanischen Hafen­stadt Chicxulub ist schon viel geschrieben und diskutiert worden. Wie der riesige Krater tatsächlich entstanden ist, war bis heute ein Rätsel. Insbesondere die Bildung des Ring­gebirges ließ sich bisher nicht erklären. Dieser Peak Ring erhebt sich im Innern des Kraters mehrere Hundert Meter über dem sonst flachen Krater­boden und ist auch bei vielen anderen großen Meteoriten­kratern im Sonnen­system zu finden.

Dem Strukturgeologen Ulrich Riller und einem inter­nationalen Team von 33 Wissenschaftlern ist es nun gelungen, erst­malig die Kette von Verformungs­mechanismen zu beschreiben, die das extreme mechanische Verhalten von Gestein beim Einschlag eines Meteoriten belegen. Die Beweise fanden die Wissen­schaftler in Bohr­kernen, die im Rahmen der Expedition 364 des „Inter­national Ocean Discovery Program“ (IODP) und des „Inter­national Continental Scientific Drilling Program“ (ICDP) im Jahr 2016 im Chicxulub-Krater gewonnen wurden.

Aus Computersimulationen weiß man, dass sich Krater dieser Größen­ordnung innerhalb weniger Minuten bilden. Das bedeutet, dass sich festes Gestein kurzzeitig wie eine Flüssigkeit verhalten und im Anschluss daran sehr schnell verfestigen muss, damit die Ring­gebirge entstehen können. Wie das Wissen­schaftsteam nun berichtet, stützen ihre Forschungs­ergebnisse die Hypo­these der akustischen Fluidisierung, wonach sich Gestein durch vorüber­gehende Druck­veränderungen (Vibrationen) wie eine zäh­flüssige Masse verhält.

Die gewonnenen Bohr­kerne weisen eine Vielzahl von Zonen zerrütteten Gesteins auf, was das Team als Beweis für eine vorüber­gehende Fließ­fähigkeit des Gesteins wertet. Diese Ergebnisse konnten die Forscher in numerische Modelle übertragen, die die genaue Entstehung des Kraters und der Ring­gebirge simulieren. „Die Ergebnisse unseres Teams haben weit­reichende Konsequenzen für das Verständnis der Ent­stehung großer Einschlags­krater in unserem Sonnen­system“, erklärt Riller.

U. Hamburg / DE

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