Bohrkerne aus dem Asteroiden-Krater: Wie die Apokalypse begann
Der Einschlag eines Asteroiden tötete die Dinosaurier – und schuf innerhalb von Minuten eine seltene Kraterform, die Forscher sonst von Himmelskörpern wie dem Mond kennen.
Als vor 66 Millionen Jahren ein Asteroid mit zehn Kilometer Durchmesser in den Golf von Mexiko donnerte, löste er eine Apokalypse aus. Beben der Stärke 12 oder 13 erschütterten die Erde, Tsunamis rasten über die Meere, schlagartig stieg die Temperatur in der Karibik derart, dass sich Waldbrände entzündeten. Das in die Luft geschleuderte Material verfinsterte die Sonne, der folgenden Dunkelheit und Kälte fielen die meisten Lebewesen – allen voran die Dinosaurier – zum Opfer.
Heute liegen die Reste dieses Kraters unter hunderten Metern Sediment begraben. Dank aufwendiger Bohrungen im Frühjahr 2016 können Forscher nun jedoch rekonstruieren, wie der Bolide zunächst ein dreißig Kilometer tiefes Loch mit einem Durchmesser von rund 100 Kilometern in die Erdkruste riss. Und wie sich der Hohlraum in den Minuten nach dem Aufprall in einen flacheren und erheblich weiteren Krater mit 200 Kilometern Durchmesser verwandelte, in dessen Mitte sich ein Ring aus Bergen gebildet hatte. Joanna Morgan vom Imperial College in London, Sean Gulick von der Universität von Texas in Austin und 28 weitere Geologen beschreiben die Entstehung dieser Kraterform, die sie sonst von Himmelskörpern wie Mond oder Venus kennen, im Fachblatt „Science“.
Die Strukturen des Kraters sind gut erhalten
Der Chicxulub-Krater ist ein seltenes irdisches Beispiel. „Im Untergrund blieben seine Strukturen viel besser erhalten als die meisten Krater auf der Erde, die von der Witterung abgetragen werden“, sagt Ulrich Riller von der Universität Hamburg. Gut zugänglich ist der Krater nicht. Der südliche Teil liegt unter der Halbinsel Yukatan in Zentralamerika, die nördliche Hälfte tief unter dem Meeresboden des Golfs von Mexiko. An einer flachen Stelle haben sich die Geologen dort vom Hubschiff „Myrtle“ aus durch das 618 Meter dicke Sediment gebohrt. Anschließend ging es bis in eine Tiefe von 1335 Metern weiter durch das Gestein, das vor 66 Millionen Jahren direkt am Einschlag beteiligt war. Seither untersuchen Spezialisten wie Ulrich Riller die Bohrkerne. Das Gestein aus dem Zentralring des Chicxulub-Kraters lieferte erstmals zuverlässige Informationen über das urzeitliche Geschehen.
Mit einer Geschwindigkeit von gut 20 Kilometern pro Sekunde prallte der Asteroid auf die Oberfläche, zigmal schneller als jedes Überschallflugzeug. Ein Vergleich zeigt die Wucht dieses Boliden: Heute rast ein 8,5 Kilogramm schweres Geschoss mit weniger als zwei Kilometern in der Sekunde aus der Kanone eines modernen Kampfpanzers und durchschlägt drei Kilometer entfernt noch einen Meter dicken Stahl. Damals war die Geschwindigkeit zehnmal höher und es traf ein Berg auf die Erde. Das setzte so viel Energie frei wie die Explosion von einer Milliarde Atombomben der Größe, die 1945 die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki zerstörte.
Wie Lawinen rasten die Gesteinsmassen durch den Krater
„Dieser zehn Kilometer große Asteroid bohrte sich etwa fünfzehn Kilometer tief in die Erde“, sagt Riller. Bei dieser Vollbremsung mit kosmischen Dimensionen wandelte die Geschwindigkeit der gewaltigen Masse sich in Hitze von mehr als 1700 Grad Celsius um, die den Asteroiden und das Gestein um den Ground Zero in einer Sekunde verdampfte. Etliche tausend Kubikkilometer Gestein verflüchtigten sich. Der riesige Rest der Aufschlagsenergie drückte als Schockwelle das Gestein vom Ground Zero nach allen Seiten und in die Tiefe weg. „In eineinhalb Minuten entstand so eine gigantische Hohlform mit 100 Kilometern Durchmesser und einer Tiefe von 30 Kilometern“, fasst Riller verschiedene Berechnungen zusammen. Damit war das Einschlagsloch dreieinhalb Mal tiefer, als der höchste Berg der Erde über den Meeresspiegel aufragt.
Unmittelbar nach seiner Entstehung zog die Schwerkraft der Erde an den Rändern des Kraters gewaltige Brocken in die Tiefe. Wie Lawinen rasten diese Massen durch den Krater. Durch die einstürzenden Wände vergrößerte sich der Chicxulub-Krater innerhalb weniger Minuten auf einen Durchmesser von fast zweihundert Kilometern, eine Fläche von der Größe Belgiens. Gleichzeitig füllten die Lawinen das Loch auf. In seinem Zentrum trafen die von außen kommenden, extrem schnellen Massen aufeinander. Jetzt blieb ihnen nur ein Weg: nach oben. „In der Mitte schoss also eine Fontäne aus Gestein in die Höhe“, sagt Riller.
In zehn Minuten entstand eine Schüssel mit 200 Kilometern Durchmesser
Obwohl die Masse aus festen Gesteinsbrocken bestand, verhielt sich die Fontäne eher wie ein riesiger Sandstrahl. Als dieser Strahl aufgrund der Schwerkraft wieder nach unten fiel, schossen die Massen vom Zentrum weg nach außen. Dort trafen sie bald auf weitere Lawinen, die noch immer von den steilen Kraterwänden nach innen donnerten. An den Stellen, an denen die Massen aufeinanderprallten, bildeten sich kleinere Gesteinsfontänen und erstarrten zu Hügeln. Sie bildeten einen Ring um das Zentrum des Chicxulub-Kraters. In nur zehn Minuten war so eine flache Schüssel mit 200 Kilometer Durchmesser und drei oder vier Kilometer hohen Rändern entstanden.
Roland Knauer