Impaktkrater

Gosses-Bluff-Krater, Australien

Ein Einschlagkrater, auch Impaktkrater genannt, ist eine zumeist annähernd kreisförmige Senke auf der Oberfläche eines erdähnlichen Planeten oder eines ähnlich festen Himmelskörpers, die durch den Einschlag – den Impakt – eines anderen Körpers wie eines Asteroiden oder eines hinreichend großen Meteoroiden entsteht. Nach den aufgefundenen Resten solcher Impaktoren, den Meteoriten, spricht man mitunter auch von einem Meteoritenkrater.

Für Einschlagkrater auf der Erde hat der US-amerikanische Geophysiker Robert S. Dietz 1960 die Bezeichnung Astroblem („Sternwunde“) vorgeschlagen, die sich nicht nur im Deutschen teilweise eingebürgert hat, sondern auch im französischen Astroblème (zum Beispiel Astroblème de Rochechouart-Chassenon).

Allgemeines

Alle Himmelskörper des Sonnensystems mit fester Oberfläche besitzen solche Krater. Ein gutes Beispiel dafür ist der Mond, dessen Oberfläche von Einschlagkratern übersät ist. Auf der Erde, deren Oberfläche ständigen Veränderungen durch Erosion, Sedimentation und geologische Aktivität unterworfen ist, lassen sich Einschlagkrater nicht so leicht erkennen wie auf davon weniger betroffenen Himmelskörpern. Ein extremes Beispiel dafür ist Io, ein erdmondgroßer Satellit von Jupiter, dessen Oberfläche aufgrund großer Gezeitenkräfte von sehr aktivem Vulkanismus geprägt ist und dadurch als Ausnahme von der Regel so gut wie keine Einschlagkrater hat.

Entstehung

Entstehung eines Kraters mit zentraler Ringstruktur

Simulation eines Einschlags im Labor

Kleinere Meteoroide, die die Erde treffen, verglühen oder zerplatzen in der Atmosphäre. Größere Objekte mit der Masse von einigen Tonnen werden vom Luftwiderstand kaum abgebremst. Diese Projektile erreichen mit Geschwindigkeiten von 10 bis 70 Kilometern pro Sekunde die Erdoberfläche. Daher werden solche Einschläge als Hochgeschwindigkeitseinschläge bezeichnet. Beim Aufprall können sie bis zu einer Tiefe von 100 Metern in das Gestein eindringen. Da die kinetische Energie dabei in Sekundenbruchteilen in thermische Energie umgewandelt wird, kommt es zu einer Explosion. Das umliegende Material wird dadurch weggesprengt, und es entsteht, unabhängig vom Einschlagwinkel, gleich einem Explosionskrater eine kreisrunde Senke, an deren Rändern das ausgeworfene Material einen Wall bildet. Um den Krater herum findet sich ausgeworfenes Material, die sogenannten Ejekta. Diese Ejekta können Sekundärkrater um den primären Krater hervorrufen.

Kleinere Krater haben im Allgemeinen eine schüsselartige Form und werden als einfache Krater bezeichnet. Ab einer bestimmten Größe, die mit der Gravitation des jeweiligen Himmelskörpers abnimmt und außerdem vom Zielgestein abhängt, entstehen komplexe Krater. Auf dem Mond liegt dieser Grenzdurchmesser bei 15 bis 20 km, auf der Erde bei 2 bis 4 km. Mit zunehmendem Durchmesser des Kraters bildet sich zunächst ein Zentralberg, der dann zur zentralen Ringstruktur wird, schließlich entsteht eine Multiringstruktur. Diese kann als innersten Ring im Grenzfall auch immer einen Zentralberg enthalten. Ursache ist das Rückfedern des Kraterbodens, das zunächst einen Zentralberg in der Kratermitte bildet und das anschließende Kollabieren dieses instabil tiefen Primärkraters. Dieses findet innerhalb weniger Minuten nach dem Einschlag im Bereich der bereits von der Stoßwelle zertrümmerten Kraterumgebung statt. Der Kraterdurchmesser vergrößert sich dabei erheblich.

Große und bekannte Einschlagkrater

Krater der Erde

Manicouagan-Krater, Kanada

Barringer-Krater, Arizona, USA

Auf der Erde sind neben zahlreichen kleineren Einschlagkratern über 100 Gebilde mit Durchmessern von 5 bis 200 km entdeckt worden. Allerdings trifft die Bezeichnung Krater für viele der aufgezählten Strukturen nicht mehr zu, da der eigentliche Krater durch Erosion längst abgetragen wurde (Beispiel Vredefort-Krater) oder vollständig von jüngeren Sedimenten überdeckt wurde (Beispiel Chicxulub-Krater). Man spricht dann allgemeiner von einer Impaktstruktur.

• Der größte verifizierte Einschlagkrater der Erde ist der Vredefort-Krater nahe dem Witwatersrand-Gebirge bei Vredefort in Südafrika. Der Einschlag eines Himmelskörpers bildete dort verschiedenen Angaben zufolge vor 2 bis 3,4 Milliarden Jahren einen bis 320 km langen und 180 km breiten Krater, von dem allerdings nur noch ein bis zu 50 km großer Rest vorhanden ist.
• Ein weiterer großer Einschlagkrater ist das Sudbury-Becken in Ontario (Kanada), das etwa 200 bis 250 km Durchmesser hat und geschätzte 1,85 Milliarden Jahre alt ist.
• Der Chicxulub-Krater in Yucatán (Mexiko) hat etwa 200 km Durchmesser. Der dortige Einschlag eines Himmelskörpers vor etwa 65 Millionen Jahren soll durch globale Tsunamis, Waldbrände und die daraus resultierende Verunreinigung der Atmosphäre die Dinosaurier und viele andere Spezies ausgelöscht haben.
• Der Manicouagan-Krater in Québec (Kanada) entstand durch den Einschlag eines Himmelskörpers vor etwa 214 Millionen Jahren. Von den ursprünglich rund 100 km Durchmesser sind durch Sedimentablagerungen und Erosion nur noch 72 km vorhanden.
• Ähnlich groß wie der Manicougan-Krater ist der Popigai-Krater in Nordsibirien, der bei einem Alter von rund 35 Millionen Jahren ebenfalls einen Durchmesser von rund 100 Kilometern aufweist.
• Der Siljan-Krater in Schweden, der vor rund 360 Millionen Jahren entstand, ist mit mindestens 50 km Durchmesser der größte Einschlagskrater Europas.
• Zwei Einschlagkrater in Deutschland sind das Nördlinger Ries in Bayern, das etwa 24 km Durchmesser aufweist und vor 14,4 Millionen Jahren entstand, und das 40 km entfernte Steinheimer Becken in Baden-Württemberg. Beide Krater besitzen einen Zentralberg. Man geht davon aus, dass die beiden Krater zur gleichen Zeit entstanden sind, vielleicht sogar durch das gleiche Ereignis (dem so genannten Ries-Ereignis, vermutlich durch einen zerborstenen Asteroiden).
• Der sehr bekannte Barringer-Krater (auch einfach nur Meteor Crater genannt), der vor nur etwa 50.000 Jahren entstand, nur etwa 1,5 km Durchmesser aufweist und bis 170 m tief ist, befindet sich in der Wüste von Arizona (USA). Aufgrund der geringen Erosion befindet er sich in einem gut erhaltenen Zustand. Er ist ein typisches Beispiel für einen einfachen Krater ohne Zentralberg.
• Der Silverpit-Krater wurde 2001 in der Nordsee entdeckt und weist – obschon nur 2,4 Kilometer durchmessend – eine den Krater umgebende Struktur aus konzentrischen Ringen auf, die sich in bis zu 10 Kilometer Entfernung erstrecken. Der Ursprung des hierdurch sehr unüblichen Kraters ist nicht hinreichend geklärt, jedoch wird ein Einschlag vor etwa 65 Millionen Jahren angenommen.
• 2006 wurde der Wilkeslandkrater unter der Antarktischen Eisdecke entdeckt. Der Krater hat einen Durchmesser von fast 480 km und ist vermutlich vor ca. 250 Millionen Jahren entstanden. Noch ist aber nicht verifiziert, dass es sich um einen Einschlagkrater handelt.

Weitere Impaktstrukturen der Erde

• Bosumtwi in Ghana
• Chesapeake in den USA
• Elgygytgyn in Nordostsibirien
• Roter Kamm in Namibia
• Tswaing in Südafrika

• möglicherweise mehrere Krater im Chiemgau, Deutschland, siehe Chiemgau-Impakt

Siehe auch: Liste der Einschlagkrater der Erde

Krater anderer Himmelskörper

• Der größte bekannte Einschlagkrater unseres Sonnensystems ist mit 2.240 km Durchmesser das Südpol-Aitken-Becken auf dem Erdmond (siehe auch: Liste der Krater des Erdmondes).
• Hellas Planitia ist mit 2.100 km Durchmesser der größte Einschlagkrater auf dem Mars (siehe auch: Liste der Marskrater).
• Caloris Planitia ist mit etwa 1.340 km Durchmesser der größte Einschlagkrater auf der noch nicht vollends bekannten Oberfläche des Merkurs (siehe auch: Liste der Merkurkrater).
• Die Valhalla-Impaktstruktur auf dem Jupitermond Kallisto hat 600 km Durchmesser und ist von konzentrisch verlaufenden Ringen bis in eine Entfernung von fast 3.000 km umgeben.
• Mead ist mit etwa 280 km Durchmesser der größte Einschlagkrater auf der Venus.
• Herschel ist mit etwa 130 km Durchmesser und bis 10 km Tiefe der größte Krater auf dem Saturnmond Mimas. Der Einschlag hätte den Mond fast zerstört.

Siehe auch

• Rieskrater-Museum
• Durchschlagskraft von Meteoriten, Geschossen und anderen Impaktoren nach Newton

Literatur

• Erwin Rutte: Land der neuen Steine - auf den Spuren einstiger Meteoriteneinschläge in Mittel- und Ostbayern. Univ.Verl., Regensburg 2003, ISBN 3-930480-77-8
• Julius Kavasch: Meteoritenkrater Ries - ein geologischer Führer. Auer, Donauwörth 2005, ISBN 3-403-00663-8
• Christian Köberl, Francisca C. Martínez-Ruis: Impact markers in the stratigraphic record. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-00630-3
• Christian Köberl, Wolf U. Reimold: Meteorite Impact Structures - An Introduction to Impact Crater Studies. Springer Berlin 2006, ISBN 3-540-23209-5
• C. Wylie Poag, (et al): The Chesapeake Bay crater - geology and geophysics of a Late Eocene submarine impact structure. Springer Berlin 2004, ISBN 3-540-40441-4
• Paul Hodge: Meteorite craters and impact structures of the earth. Cambridge Univ. Press, Cambridge 1994, ISBN 0-521-36092-7
• Kevin Evans: The sedimentary record of meteorite impacts. Geol. Soc. of America, Boulder 2008, ISBN 978-0-8137-2437-9
• O. Richard Norton, Lawrence A. Chitwood: Field guide to meteors and meteorites. Springer, London 2008, ISBN 978-1-84800-156-5
• Isidore Adler: The analysis of extraterrestrial materials. Wiley New York 1986, ISBN 0-471-87880-4
• Roald A. Tagle-Berdan: Platingruppenelemente in Meteoriten und Gesteinen irdischer Impaktkrater - Identifizierung der Einschlagskörper.Diss. Humboldt-Univ., Berlin 2004
• André J.Dunford: Discovery and investigation of possible meteorite impact structures in North Africa - applications of remote sensing and numerical modeling. Dipl. Arb., Univ. Wien, Wien 2008

Weblinks

• Mineralienatlas: Impakt – Geologie, Auswirkungen, bekannte Krater etc.
• Artikel über Impakte
• Das Problem der „Sekundärkrater“
• Datenbank des Geological Survey of Canada (Englisch)
• Liste aller bekannten irdischen Einschlagkrater (Englisch)
• Onlineprogramm zur Berechnung der Auswirkungen von Einschlägen (Englisch)
• Informationen zu Ablauf und Auswirkungen von Meteoriteneinschlägen; 3-D-Simulationsprogramm
• Impact Craters The Lunar and Planetary Institute