Das glaube ich nicht
Gewaltige Asteroideneinschläge haben immer wieder die Geschichte unseres Planeten geprägt. Jetzt haben Forscher in Westaustralien den bisher ältesten bekannten Krater eines solchen Einschlags identifiziert. Den Analysen zufolge entstand der Yarrabubba-Krater bereits vor 2,229 Milliarden Jahren. Der Einschlag traf die Erde damit zu einer Zeit, als sie gerade eine der großen Eiszeiten ihrer Jugend durchlebte. Weil der Einschlag Milliarden Tonnen Wasserdampf in die Atmosphäre schleuderte, könnte er sogar dazu beigetragen haben, dieses Eiszeitalter zu beenden, mutmaßen die Forscher.
Im Laufe ihrer 4,6 Milliarden Jahre langen Geschichte hat die Erde immer wieder Treffer durch Asteroiden, Kometen oder Meteoriten durchlebt. Einige davon hinterließen Krater, die bis heute sichtbar sind, darunter das Sudbury-Becken in Kanada, der Barringer-Krater in den USA oder auch das Nördlinger Ries in Deutschland. Doch gerade viele ältere Einschlagskrater sind im Laufe der Zeit durch die Erosion oder die Bewegungen der Erdkruste im Rahmen der Plattentektonik soweit abgetragen und eingeebnet, dass sie nicht mehr nachweisbar sind. „Als Folge ist es schwer, Zusammenhänge zwischen Einschlagsereignissen und abrupten Veränderungen der Atmosphäre, Ozeane, Lithosphäre und der Lebenswelt nachzuweisen“, erklären Timmons Erickson vom Johnson Space Center der NASA und seine Kollegen. Doch der Einschlag des Chicxulub-Asteroiden, der vor rund 66 Millionen Jahren die Ära der Dinosaurier beendete und ein weltweites Massensterben auslöste, demonstriert, dass solche Ereignisse durchaus das Potenzial haben, globale Folgen zu hinterlassen.
Yarrabubba: Einschlag vor 2,229 Milliarden Jahren
Ein weiteres Beispiel für solche folgenreichen Einschlagsereignisse könnten Erickson und sein Team nun in Westaustralien identifiziert haben. Schon vor längerer Zeit wurden dort die Überreste eines großen Kraters in einer Gesteinsformation aus dem Erdaltertum gefunden. Der Yarrabubba-Krater ist mit bloßem Auge nicht mehr als solcher zu erkennen, zeigt sich aber in Form einer ausgedehnten, rund 20 Kilometer großen Magnetanomalie im Untergrund. „Sie wird als Überrest des tief vergrabenen Zentralbergs der Struktur angesehen, woraus sich eine ursprüngliche Kratergröße von 70 Kilometer Durchmesser ergibt“, erklären die Forscher. Funde von durch Druck und Hitze verändertem Quarz und Gesteinstrümmern deuteten ebenfalls auf einen vergangenen Einschlag hin. Doch wann dieser Impakt stattfand, blieb unklar. Aufgrund der alten Gesteinsschichten, die teilweise über den Kraterresten liegen, ging man zwar von einem relativ hohen Alter von mindestens 1,2 Milliarde Jahren aus. Eine nähere Einordnung aber blieb zunächst aus.
Jetzt haben Erickson und sein Team diese Altersbestimmung nachgeholt. Dafür analysierten sie kleine Körnchen der Minerale Zirkon und Monazit, die Anzeichen einer abrupten Kompression durch den Einschlag aufwiesen. Diese geschockten Minerale unterzogen die Forscher verschiedenen Mikrostrukturanalysen und datierten sie mit Hilfe der Uran-Blei-Datierung. Die Analysen bestätigten, dass diese Körnchen einen Einschlag erlebt haben und dass dieser vor rund 2,229 Milliarden Jahren stattgefunden haben muss. „Diese Ergebnisse etablieren Yarrabubba als den ältesten erhaltenen Einschlagskrater der Erde“, konstatieren Erickson und seine Kollegen. Er sei rund 200 Millionen Jahre älter als der bisher älteste datierte Krater, der 2,023 Milliarden Jahre alte Vredefort-Dom in Südafrika. Zwar gibt es geologische Hinweise auf noch ältere Einschläge, bisher aber wurden dafür noch keine zugehörenden Krater identifiziert.
Ursache für das Ende des ersten Eiszeitalters?
Interessant ist der Yarrabubba-Krater aber nicht nur wegen seines hohen Alters, sondern auch wegen des Timings dieses Einschlagsereignisses. Denn zu der Zeit, als dieser Krater entstand, durchlebte die Erde gerade die paläoproterozoische Vereisung, auch Huronische Eiszeit genannt. Dieses durch wiederholte Vergletscherungen geprägte Eiszeitalter begann vor rund 2,4 Milliarden Jahren, seine jüngsten Ablagerungen sind rund 2,25 Milliarden Jahre alt, wie die Forscher berichten. Warum jedoch dieses Eiszeitalter damals endete und es anschließend 400 Millionen Jahre lang keine weiteren Vereisungen gab, blieb bislang rätselhaft. Hier kommt nun der Yarrabubba-Krater ins Spiel: „Das Alter des Yarrabubba-Einschlags stimmt mit dem Ende dieser Eiszeitserie überein“, berichtet Co-Autor Nicholas Timms von der Curtis University in Australien. „Das spricht dafür, dass der große Meteoriteneinschlag das globale Klima damals beeinflusst haben könnte.“
Um herauszufinden, wie groß die Klimawirkung des Yarrabubba-Einschlags gewesen sein könnte, führten die Wissenschaftler eine Modellsimulation durch. In dieser simulierten sie den Einschlag des Asteroiden auf einen von zwei bis fünf Kilometer dickem Eis bedeckten Granituntergrund – ein Szenario, das während dieser urzeitlichen Eiszeit durchaus realistisch gewesen sein könnte. Dabei zeigte sich: Bei dem Einschlag wären auf einen Schlag zwischen 95 und 240 Kubikkilometer Eis verdampft. „Dieses verdampfte Eis entspricht einer Menge von 90 bis 200 Milliarden Tonnen Wasserdampf, die innerhalb von Augenblicken nach dem Impakt in die obere Atmosphäre geschleudert wurden“, berichten Erickson und seine Kollegen. Weil Wasserdampf einen höheren Treibhauseffekt hat als Kohlendioxid, könnte dieser massive Einstrom damals das globale Klima der Erde beeinflusst haben – möglicherweise sogar genug, um die paläoproterozoische Vereisung zu beenden. „Unsere Ergebnisse werfen die Frage auf, ob dieser Einschlag möglicherweise den Ausschlag dafür gab, dass die Eiszeitbedingungen damals endeten“, sagt Timms. Das müsse nun näher untersucht werden.
Quelle: Timmons Erickson (NASA Johnson Space Center, Houston) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-019-13985-7
