Asteroidenstaub am Meeresgrund
Vor über acht Millionen Jahren staubte es gewaltig
Die Erde bekommt jeden Tag einen Schauer von mindestens fünfzig Tonnen außerirdischem Material ab. Das meiste verglüht in der Atmosphäre, nur ab und zu stürzt ein größerer Brocken bis auf die Oberfläche. Beinahe unbemerkt rieseln aber zudem ständig winzige Partikel aus dem All auf den Blauen Planeten. Die Intensität der kosmischen Staubwolken variiert: Nach Asteroidenzusammenstößen oder vielen vorbei fliegenden Kometen bekommen wir mehr ab.
Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat jetzt nachgewiesen, dass eine Kollision im Asteroidengürtel vor mehr als acht Millionen Jahren für einen lang anhaltenden, intensiven Staubniederschlag auf die Erde sorgte. Kenneth Farley vom California Institute of Technology in Pasadena, David Vokrouhlicky von der Univerzity Karlovy in Prag sowie William F. Bottke und David Nesvorny vom Southwest Research Institute berichten in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature über den Sternenstaubschauer, der im späten Miozän auf die Erde herabprasselte.
In der Geschichte unseres Planten kam es immer wieder zu verstärkten Bombardements durch größere und kleinere kosmische Geschosse, darunter jede Menge auch winzigster Fragmente von Asteroiden und Kometen. Als interplanetarer Staub werden Partikel aus unserem Sonnensystem bezeichnet, die zwischen einem und 1.000 Mikrometern groß sind – ein Mikrometer entspricht dem Millionstel eines Meters.
Die Teilchen aus dem Weltraum enthalten viel Helium-3, ein auf unserer Welt seltenes Isotop. Das ermöglicht es, den aus dem Himmel herab geregneten Staub aufzuspüren. Und genau das taten die Wissenschaftler um Farley. Sie analysierten Gesteinsablagerungen aus den letzten 80 Millionen Jahren, um Aufschluss darüber zu erhalten, wann wie viel feinkörniges Material sich ablagerte, das aus Asteroidenkollisionen oder Kometenschweifen stammt.
Um sicher zu gehen, nicht eine lokale Einmaligkeit zu untersuchen, nahm sich Kenneth Farley vergleichend Proben vom Meeresboden des Indischen Ozeans und des Atlantiks vor. Die Forscher fanden eine starke Schicht von viel Helium-3 enthaltenen Staubs, die ein Alter von 8,2 Millionen Jahren hat. Das Gestein entstand im späten Miozän. Mit abnehmender Tendenz rieselten danach noch 1,5 Millionen Jahre lang durch die Schwerkraft unseres Planeten eingefangene derartige Partikel auf die Erde.
Zusammenstoß im Asteroidengürtel
Ähnliche Werte finden sich aus Zeiten, als große Meteoriten in die Erdoberfläche knallten und gewaltige Krater schlugen. Die Konzentration von Helium-3 im mehr als 8 Millionen Jahre alten Sedimenten ist in Großenordnung und Dauer vergleichbar mit der einer älteren Gesteinsschicht aus dem späten Eozän (ungefähr 35 Millionen Jahre alt). Damals wurde die Erde von einem Meteoritenschauer heimgesucht und zwei große Krater, der 100 km große Popigai in Sibirien und der 85 km große Chesapeake-Bay an der Ostküste der USA dokumentieren, dass auch gewaltige Brocken einschlugen (Asteroidenschauer traf die Erde).
Aber aus dem späten Miozän sind keine großen Krater bekannt, es gab in dieser erdgeschichtlichen Epoche keine bedeutenden Asteroiden- oder Kometenschauer. Die winzigen, an Helium-3 reichen Teilchen kamen ganz ohne große Geschwister auf der Erde an. Aber woher stammen sie? Kenneth Farley erklärt:
Die hohe Konzentration von Helium-3 in diesen Sedimenten ist der schlagende Beweis, dass vor 8,2 Millionen Jahren im Bestand des interplanetaren Staubs etwas wirklich dramatisches geschah.
Die Wissenschaftler identifizierten eine Gruppe aus Asteroiden-Fragmenten als heiße Kandidaten. Sie verfolgten die Umlaufbahnen der kosmischen Gesteinsbrocken im Asteroidengürtel (Myriaden kosmischer Zeitbomben tummeln sich zwischen Mars und Jupiter) und rechneten mithilfe von Computermodellen in der Zeit zurück. Am Ende können sie bestätigen, dass der Asteroid Veritas, der heute noch einen Durchmesser von rund 100 km aufweist, vor 8,2 Millionen Jahren durch einen gewaltigen Zusammenstoß einen Großteil seines ursprünglichen Masse verlor. Und eine gewaltige Staubwolke folgte der Kollision. Die Teilchen flogen in Richtung Sonne und wurden durch das Gravitationsfeld der Erde in Massen auf die Oberfläche unseres Planeten gezogen, wo sie sich ablagerten.
Durch weitere Computersimulationen konnte die Gruppe um Kenneth Farley absichern, dass der Zusammenstoß im Asteroidengürtel die erhöhte Konzentration interplanetaren Staubs auf der Erde zu diesem Zeitpunkt verursacht haben könnte.