Verheerender Einschlag: Einer größten und ältesten Krater der Erde wurde von einem größeren Asteroiden verursacht als bisher angenommen, wie neue Modelle nahelegen. Demnach entstand der Vredefort-Krater in Südafrika durch einen 20 bis 25 Kilometer großen Asteroiden – und damit einen noch größeren Impaktor als beim Ende der Dinosaurier durch den Chicxulub-Einschlag. Für das Erdklima und die damals existierenden ersten Zellen waren die Folgen wahrscheinlich verheerend.
Die Vredefort-Impaktstruktur in Südafrika gilt als der größte sicher identifizierte Einschlagskrater der Erde und nach dem Yarrabubba-Krater in Australien der zweitälteste. Er entstand, als vor 2,02 Milliarden Jahren ein großer Asteroid die Erde traf. Wegen der starken Erosion sind vom Einschlagskrater allerdings nur die zentrale Erhebung und Teile eines inneren Kraterrings von rund 70 Kilometer Durchmesser erhalten. Das macht es schwer, das Ausmaß des ursprünglichen Kraters und damit auch des Impaktors zu ermitteln.
Wie groß war der Asteroid?
Frühere Modelle gingen von einem rund 15 Kilometer großen Asteroiden aus, der mit 15 Kilometern pro Sekunde auf die Erdoberfläche traf. Ein solcher Einschlag würde einen Krater von rund 172 Kilometer Größe hinterlassen. Doch neuere Funde von Impakttrümmern und geschockten Mineralen legen inzwischen nahe, dass der Vredefort-Krater mindestens 250 bis 280 Kilometer groß gewesen sein muss. „Eine Aktualisierung des Einschlagsmodells ist daher dringend nötig“, konstatieren Natalie Allen von der University of Rochester und ihre Kollegen.
Dafür erstellten die Forschenden ein Modell, in das sie alle neueren Daten zur Ausdehnung der Impakttrümmer und der Kraterreste einpflegten. Mithilfe von acht verschiedenen Simulationen testeten sie dann, welche Kombination von Asteroidengröße und Einschlagsgeschwindigkeit den beobachteten geologischen Spuren am nächsten kommt.
20 bis 25 Kilometer Durchmesser wahrscheinlich
Die Simulationen enthüllten: Um die heute bekannten Einschlagsspuren zu hinterlassen, muss der Asteroid deutlich größer gewesen sein als bisher angenommen. „Das wahrscheinlichste Szenario ist der Einschlag eines 25 Kilometer großen Asteroiden mit einer Geschwindigkeit von 15 Kilometern pro Sekunde“, berichten Allen und ihr Team. „Dies erzeugt die beobachte Kratergröße und bleibt bei den Impaktparametern in plausiblen Größenordnungen.“ Denkbar, aber weniger wahrscheinlich wäre auch ein 20-Kilometer-Asteroiud mit dem höheren Einschlagstempo von 20 Kilometer pro Sekunde.
Das bedeutet: Der Asteroid der den Vredefort-Krater schuf, war noch größer als der Chicxulub-Asteroid, der vor 66 Millionen Jahren das Ende der Dinosaurier-Ära verursachte. Entsprechend katastrophal müssen die Folgen des Vredefort-Einschlags gewesen sein. Wie die Forschenden ermittelten, könnten durch den Einschlag neben großen Mengen an Staub und verdampftem und geschmolzenem Gestein auch rund 425 Milliarden Tonnen Kohlendioxid freigesetzt worden sein.
Globale Katastrophe
„Anders als der Chicxulub-Einschlag hinterließ der Vredefort-Impakt keine Zeugnisse eines Massenaussterbens oder globaler Brände, weil es zu jener Zeit nur einzellige Lebensformen und noch keine Bäume gab“, erklärt Allens Kollege Miki Nakajima. „Aber der Einschlag muss das globale Klima stärker beeinflusst haben als es beim Chicxulub-Einschlag der Fall war.“ Denn das in die Atmosphäre geschleuderte pulverisierte Material schluckte einen großen Teil des Sonnenlichts und verursachte dadurch einen wahrscheinlich Jahre anhaltenden Impaktwinter.
„Dies könnte einen verheerenden Effekt auf die photosynthetischen Organismen jener Zeit gehabt haben“, sagt Allen. Denn auch wenn die Landmassen damals noch kahl und unbelebt waren, gab es in den Ozeanen schon Blaualgen und andere einfache Einzeller. Die fehlende oder zumindest stark verringerte Sonneneinstrahlung hätte ihre Photosynthese weitgehend gestoppt und ein Massensterben unter diesen Algen ausgelöst.
Welche Folgen der Vredefort-Einschlag im Einzelnen gehabt hat und wie dies die Evolution des Lebens auf unserem Planeten beeinflusste, müssen nun weitere Studien auf Basis der neuen Erkenntnisse klären. (Journal of Geophysical Research Planets, 2022; doi: 10.1029/2022JE007186)
Quelle: University of Rochester
