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Inferno des Chicxulub-Meteoriten: 10 Minuten, die die Erdkruste vor Mexiko nachhaltig veränderten

Gemälde von Donald Davis zum Einschlag des Chicxulub-Meteoriten vor etwa 66 Millionen Jahren. Quelle: NASA / <a href="https://commons.wikimedia.org/"target="_blank">Wikimedia Commons</a>

Ein internationales Team von Forschern konnte nun erklären, wie oszillierende Druckveränderungen das Gestein verflüssigten

Vor etwa 66 Millionen Jahren schlug vor der Yucatán-Halbinsel im heutigen Mexiko ein Meteorit auf der Erde ein und löste ein Massensterben aus, das rund 75 Prozent aller damaligen Arten auslöschte und das Zeitalter der Dinosaurier beendete. Wie Prof. Dr. Ulrich Riller vom Fachbereich Geowissenschaften der Universität Hamburg in der Zeitschrift Nature berichtet, ist es nun gelungen, die bisher rätselhafte Entstehung der charakteristischen Kraterform und ihres Ringgebirges zu erklären.

Über den gigantischen Krater mit einem Durchmesser von ca. 200 Kilometern mit seinem Zentrum nahe der mexikanischen Hafenstadt Chicxulub ist schon viel geschrieben und diskutiert worden. Wie er tatsächlich entstanden ist, war bis heute ein Rätsel. Insbesondere die Bildung des Ringgebirges in seiner Mitte konnte nicht erklärt werden: Dieser sogenannte Peak Ring erhebt sich im Innern des Kraters mehrere 100 m über dem sonst flachen Kraterboden und ist auch bei vielen anderen großen Meteoritenkratern in unserem Sonnensystem zu finden.

Auf der Erde kennt man diese Struktur jedoch (bislang) nur vom Chicxulub-Einschlag.

Dem Strukturgeologen Prof. Dr. Ulrich Riller von der Universität Hamburg 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 bei einem solchen Ereignis belegen.

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. Die neuen Forschungsergebnisse stützen die ältere Hypothese der sogenannten akustischen Fluidisierung, wonach sich Gestein aufgrund oszillierender Druckfluktuationen (Vibrationen) vorübergehend wie eine zähflüssige Masse verhält.

Die Phasen, wie innerhalb weniger Minuten der Krater mit seinem Ringgebirge im Zentrum entstand. Quelle: Universität Hamburg/Min/Fuchs

Konkret heißt das für den Chicxulub-Meteoriten mit einem Durchmesser von geschätzten 14 km, der mit einer Geschwindigkeit von 20.000 km einschlug: es gab Temperaturen um die 10.000 Grad Celsius, die den Meteoriten und Teile der Erdoberfläche sofort verdampfen ließen. Danach rissen Schockwellen die Erdkruste auseinander und ließen ein riesiges Loch von 30 km Tiefe und 100 km Breite entstehen.

Dieses stürzte gleich wieder in sich zusammen, und das flüssige Gestein formte sich mitten im Krater zu einem 20 km hohen Berg auf.

Auch er war natürlich nicht stabil, sondern brach gleich wieder zusammen: bei diesem tief greifenden Hin und Her von gewaltigen flüssigen Massen entstand der Peak Ring im Inneren des Kraters.

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.

Die Bohrkerne weisen eine Vielzahl von Zonen zerrütteten Gesteins auf, die das Wissenschaftlerteam als Beweis für eine vorübergehende Fließfähigkeit des Gesteins wertet.

„Die Ergebnisse unseres Teams haben weitreichende Konsequenzen für das Verständnis der Entstehung großer Einschlagskrater in unserem Sonnensystem“, erklärt Prof. Riller.

U. Riller, M. H. Poelchau, A. S. P. Rae, F. M. Schulte, G. S. Collins, H. J. Melosh, R. A. F. Grieve, J. V. Morgan, S. P. S. Gulick, J. Lofi, A. Diaw, N. McCall, D. A. Kring, and IODP-ICDP Expedition 364 Science Party: Rock fluidisation during peak-ring formation of large impact structures, Nature 562, 511 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0607-z

Universität Hamburg

Autor: Marcelo de Oliveira

(18.12.2018)