Meteoroiden

Meteoroide sind die Trümmer des Sonnensystems. Meist sind es Bruchstücke von Asteroiden und Kometen, manchmal stammen sie auch von Planeten. Entstanden sind sie bei 'Verkehrsunfällen', also zum Beispiel wenn zwei Asteroiden zusammenstoßen oder ein Asteroid oder Komet auf einem Planeten einschlägt. Dabei werden Teile des Auswurfmaterials aus dem Einschlagkrater bis in den Weltraum geschleudert. Viele fallen wieder zurück, einige Trümmerstücke aber verlassen ihre Heimat und wandern von nun an durch den Raum zwischen den Planeten.

Meteoroide umkreisen so wie Planeten auf einer Umlaufbahn die Sonne. Da sie recht klein sind, können sie aber leicht aus ihrer Bahn gelenkt werden, wenn sie in den Einflussbereich der Gravitation eines größeren Körpers geraten. So gelangen sie manchmal auf einen Crashkurs in Richtung eines Planeten. Die Ergebnisse hiervon kann man zum Beispiel auf der Oberfläche des Mondes bewundern. Aber auch die Erde wurde von ihnen nicht verschont.. Auch auf Kometen, Asteroiden und den zahlreichen Monden im Sonnensystem sind sie bereits häufig eingeschlagen und werden das auch weiterhin tun.

Trifft ein Meteoroid auf einen festen Körper ohne Atmosphäre, hinterlässt er einen Einschlagkrater. Schlägt er auf Gaskörpern wie den Gasplaneten oder der Sonne ein, verglüht er in deren Atmosphären. Wird ein Meteoroid zur 'Bombe' auf einem Planeten oder Mond, ändert sich auch seine Bezeichnung. Er heißt nun Meteorit. Verglüht er aber noch in der Atmosphäre des Körpers, mit dem er kollidiert, nennt man ihn Meteor.

Abbildung: Ein Eisen-Nickel-Meteorit, gefunden 1952 in der Nähe von Fort Stockton, Texas. Er ist 15 Zentimeter breit und befindet sich derzeit in einer Sammlung der Texas Christian Universität. Bildquelle: NASA (Courtesy NASA/JPL-Caltech)

Die meisten Einschlagkrater auf der Erde sind im Laufe der Jahrtausende durch Wind und Wetter, Wasser und Bodenerosion, tektonische Aktivität, aber auch durch den Einfluss der Vegetation überdeckt oder wieder eingeebnet worden und heute nicht mehr auffindbar. Auf Mond und Merkur können wir Einschlagkrater finden, die bereits vor Jahrmillionen, teils gar vor Jahrmilliarden entstanden sind. Sie verändern sich nicht, weil es dort keine Luftschicht gibt, in der Wind und Wetter stattfindet.

Einige Einschlagkrater auf der Erde sind aber noch immer sichtbar, z.B. der Barringer-Krater in der Wüste Arizonas. Er entstand vermutlich vor etwa 50000 Jahren durch einen 30 Meter großen Eisenmeteoriten, von dem heute noch Bruchstücke erhalten sind.

Die genaue Zahl der Meteoroiden im Sonnensystem ist nicht bekannt, es gibt sicher Millionen von ihnen. Bekannt ist, wo sie sich in größerer Anzahl aufhalten - im Asteroidengürtel. Wohl deshalb, weil es hier häufig Zusammenstöße gibt, bei denen Meteoroiden entstehen.

Jedes Jahr wird die Erde von etwa 10.000 Tonnen Material aus dem Weltraum getroffen. Das meiste davon ist Staub, den sie auf ihrem Weg um die Sonne aufsammelt. Seltener sind größere Brocken dabei. Die befinden sich meist nicht innerhalb der Umlaufbahn der Erde, sondern kreuzen sie irgendwann rein zufällig.

Bei Meteoroiden lässt sich nicht viel machen, um sie von einem Kollisionskurs mit der Erde abzubringen. Sie sind zu klein und auch zu dunkel, als dass wir sie rechtzeitig am Himmel entdecken könnten. Wenn wir sie sehen, ist es schon zu spät, um noch etwas zu unternehmen.. Große Körper, die der Erde nahe kommen könnten, stehen aber unter Beobachtung.

Beim Einschlag eines Meteoriten kann Material vom getroffenen Planeten oder Mond bis in den Weltraum gelangen und somit selbst zu Meteoroiden werden. Jahrmillionen später treffen diese dann wieder andere Planeten oder Monde.

Meteoriten, die ursprünglich vom Mars und vom Mond stammten, gelangten nach Jahrmillionen zur Erde und wurden hier aufgefunden. Im Labor wurde ihre Zusammensetzung erforscht und so die Herkunft bestimmt. Auch von Merkur und Venus könnten Bruchstücke zu uns gelangt sein, nur haben wir bisher noch keine gefunden..

In den Museen überall auf der Welt werden etwa 30.000 Meteoriten und Teile von ihnen aufbewahrt und ausgestellt. Durch wissenschaftliche Untersuchungen konnte herausgefunden werden, aus welchen Materialien sie sich zusammensetzen. So ließ sich bestimmen, von welchem Himmelskörper sie eventuell abstammen. Auch ein Vergleich wurde gemacht und festgestellt, dass es Meteoriten mit hohem Metallgehalt gibt, und andererseits Meteoriten mit hohem Mineral- und Gesteinsanteil.

Unterschiede bei Meteoriden:

Die Größe

 Was genau beim Einschlag eines Meteoriten passiert, hängt vor allem von seiner Größe ab. Es gibt sie sozusagen in allen gängigen Ausführungen, von Staubkorngröße bis zu einem Durchmesser von einigen Kilometern. Noch größere Körper werden Asteroiden genannt, aber wo genau die Grenze verläuft ist unklar. In der Ausführung weiter kann man nachschauen, was in Abhängigkeit von der Meteoritengröße bei einem Eindringen in die Erdatmosphäre und einem eventuellen Einschlag auf der Erde oder in einen Ozean geschehen kann.

 

Die Geschwindigkeit

 Auch die Geschwindigkeit, mit der er auf sein Ziel zufliegt, spielt eine große Rolle. Je schneller ein Meteorit ist, desto mehr Energie bringt er mit. Diese bestimmt dann beim Aufprall das Ausmaß der Zerstörung mit. Ein Meteorit kann schonmal 250.000 km/h erreichen!

Der Anflugwinkel

Auch der Winkel der Flugbahn wirkt sich auf das Ergebnis des Einschlags aus. Kommt ein Meteorit sehr schräg an, ist sein Weg durch die Atmosphäre länger. Somit ist er auch intensiveren Reibungskräften ausgesetzt, die ihn verglühen lassen können oder ihn auseinanderbrechen lassen. Außerdem wird er da stärker abgebremst. Er verliert Energie.

Die Zusammensetzung:

Die Zusammensetzung der Meteoriten ist ebenfalls wichtig. Sie können überwiegend aus Gestein bestehen oder auch aus Metall wie z. B. Eisen. Gesteinsmeteoriten werden beim Aufprall pulverisiert, von ihnen bleibt meist nichts übrig. Eisenmeteoriten sind kompakter, sie können den Einschlag überstehen. Dafür beginnen sie dann mit der Zeit zu rosten und zerbröseln dabei ganz langsam.

Was passiert bei milimetergroßen bis zentimetergroßen Meteoren?

Meteoroide heißen sie, solange sie sich noch im Weltraum befinden, Meteore, wenn sie verglühen. Meteoriten werden sie erst genannt, sobald sie die Oberfläche eines Planeten erreicht haben. 
 Kleine staubgroße und steinchengroße Meteore bemerken wir gar nicht. Sie verglühen in unserer Atmosphäre und sind nur als Leuchtspur am Himmel zu sehen (siehe auch Sternschnuppen) oder treten als Boliden in Erscheinung, also als glühende Feuerkugeln, die aber die Erdoberfläche nicht erreichen. Täglich sammelt die Erde Unmengen von Meteoren ein. Durchfliegt sie eine Kometenbahn, sind es sogar noch mehr als sonst, da sich dort viel Material befindet, das der Komet unterwegs verloren hat. Zentimetergroße Meteoriten schaffen es manchmal, ohne zu verglühen die Erdatmosphäre zu durchqueren. Sie können ins Meer fallen (Ozeane bedecken rund 70 Prozent der Erdoberfläche) oder in unbewohntem Gebiet niedergehen (Arktis und Antarktis, Wüstengebiete, Dschungel), ohne dass wir etwas davon bemerken. Nur selten erreicht uns die Meldung, dass ein Meteorit in der Nähe menschlicher Behausungen niedergegangen ist und ein Loch im Boden hinterlassen hat. Wie oft diese Art Meteoriten auf die Erde gelangt, ist schwer zu sagen, es dürften aber mehrere pro Jahr sein.

Was passiert bei metergroße Einschlagkörpern? 

Von den metergroßen Meteoriten dringen mehrere pro Jahr in die Erdatmosphäre ein. Sie besitzen in etwa die Energie der Hiroshima-Bombe, werden aber in der Luftschicht gebremst und zum Teil verdampft. Der Einschlagkörper ist kleiner als der ehemalige Körper aus dem Weltall und hat einen Teil seiner Bewegungsenergie verloren. Oft erreicht er nicht einmal den Erdboden, sondern explodiert noch in der Luft.

Ist der Meteorit aber größer als etwa 50 Meter, wird er von der Atmosphäre kaum noch beeinflusst. Er kann sie nahezu ungehindert durchdringen. Er kann in geringer Höhe explodieren oder aber in den Erdboden einschlagen. Meist verdampft der Einschlagkörper beim Aufprall oder wird dabei pulverisiert, sodass nichts von ihm zurückbleibt außer ein Loch im Boden.

Eisenmeteoriten aber bohren sich in den Erdboden und können anschließend aufgefunden werden.

Etwa alle 1000 Jahre kommt es zum Einschlag eines solchen Körpers. Die Schäden begrenzen sich aber auf ein kleines Gebiet rund um den Ort des Einschlags. Bis etwa 250 Meter Größe des Meteoriten halten sich die Zerstörungen in Grenzen. Ein Beispiel dazu ist in der unteren Tabelle beschrieben (der Meteorit, der über der Tunguska explodierte).

Was passiert bei einem kilometergroßen Meteoriten?

Meteoriten, die mehr als 1 km Durchmesser haben, richten immense Schäden an. Welche genau, kommt darauf an, wo sie einschlagen. Bei einem Einschlag ins Meer würden große Wassermassen verdampfen und Wolken bilden, die für Monate die gesamte Erde einhüllen können. Riesige Flutwellen überrollen weltweit Küstengebiete und Inseln und reißen alles mit sich. Insgesamt wäre das aber noch das kleinere Übel.

Bei einem Einschlag auf festem Grund wird ganz viel Material aus dem Boden geschlagen und aufgewirbelt - große Brocken und Unmengen an Staub und kleineren Steinen. Teile davon gelangen sogar bis in den Weltraum. Nach und nach fällt das meiste davon wieder zurück zur Erde, einige Brocken verschwinden auch auf immer im Weltall. Da sich unterdessen die Erde weitergedreht hat, fallen die Steine nicht auf das gleiche Gebiet, von dem sie weggerissen wurden, sondern bilden hinter der Einschlagstelle einen Korridor.

Ein riesiges Gebiet wird also nun von zig-tausenden Minibomben getroffen werden, denn die niederfallenden Steine heizen sich auf ihrem Weg durch die Atmosphäre auf und beginnen zu brennen. Wieder am Boden angekommen stecken sie so Wälder, Felder und vielleicht auch Städte in Brand.

Der aufgewirbelte Staub bleibt lange in der Atmosphäre und verteilt sich durch Luftströmungen nach und nach rund um den Erdball. Er lässt das Sonnenlicht nicht mehr bis zum Boden vordringen und bietet dem in der Luft enthaltenen Wasserdampf Keime, an denen sich vermehrt Wolken bilden können. Nach einiger Zeit wird sich weltweit eine geschlossene Wolkendecke gebildet haben!

Dadurch wird eine direkte Sonneneinstrahlung verhindert, es ist nun auf der Erde dunkler und kälter als zuvor. Dieser Zustand kann sich wochen- und monatelang halten, vielleicht sogar jahrelang! Für die Pflanzen, die ja Sonnenlicht zum Leben und Wachsen benötigen, würde das bedeuten, dass sie verkümmern und nicht mehr richtig gedeihen. Da sie aber die Nahrungsgrundlage für viele Tiere bilden, hat dies zur Folge, dass pflanzenfressende Tiere verhungern müssen und bald sterben. Die meisten Toten wird es also nicht direkt beim Einschlag geben, sondern erst in der Folgezeit.

Die Staubbelastung in der Atmosphäre wird durch die zahllosen und inzwischen wohl großflächigen Brände noch verstärkt werden. Es herrscht nun etwas, das globaler Winter genannt wird. Die Atemluft ist mit vielen Schmutz- und Giftstoffen angereichert. Durch den Regen, der Asche und Staub zum Teil wieder aus der Luft herauswäscht, gelangen giftige Brandrückstände auch in Flüsse und Seen, was den Fischbeständen sicher nicht gut tut.

Bis sich alles wieder normalisiert hat, können Jahre vergehen. Inzwischen könnten etliche Tier- und Pflanzenarten komplett vernichtet und somit ausgestorben sein. Die Überlebenden haben es auch nicht leicht, müssen sie sich doch nun in einer plötzlich veränderten Umwelt mit Kälte, Lichtmangel, verschmutztem Wasser und Mangel an Nahrung zurechtfinden.

Der Einschlagkrater selbst kann wenige Kilometer groß sein, vom Einschlagkörper muss nicht unbedingt etwas übriggeblieben sein, aber die Folgen sind weitreichend. Sie betreffen nicht nur das unmittelbare Gebiet um den Krater, sondern die gesamte Erde. Vermutlich wird die Erde etwa alle 100 Millionen Jahre von solch einem Körper getroffen. Der letzte löschte vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier und mit ihnen einen Großteil der Tier- und auch Pflanzenwelt aus.

Krater in Deutschland

Sogar auf deutschem Gebiet sind Meteoritenkrater zu finden. Der berühmteste ist das Nördlinger Ries, es befindet sich zwischen Nürnberg, Stuttgart und München. Es hat einen Durchmesser von etwa 23 Kilometer und entstand vor ca. 14 Millionen Jahren, als ein wohl 700 Meter großer Meteorit an dieser Stelle einschlug. Nach dem Einschlag lief das riesige Loch im Boden mit Wasser voll und bildete für lange Zeit einen großen See. Später trocknete es wieder aus, durch Erosion und Ablagerungen gelangte viel Material hinein, der Krater wurde zum Teil aufgefüllt.

Heute ist er nicht mehr so tief wie am Anfang. Außerdem haben sich inzwischen vier Städte im Kratergebiet angesiedelt, mehr als 40000 Menschen leben dort. Darum ist der Krater vom Boden aus nicht gut zu erkennen. Aus der Luft erkennt man seine kreisrunde Form und seine Ausbuchtung viel besser.

Das Steinheimer Becken ist auch durch einen Meteoriteneinschlag entstanden und befindet sich nur 40 Kilometer vom Nördlinger Ries entfernt. Der Krater ist aber nicht so groß, er hat einen Durchmesser von etwa dreieinhalb Kilometern. Wahrscheinlich entstanden beide Krater zur gleichen Zeit. Auch ihre Entwicklungsgeschichte verlief ähnlich, denn das Steinheimer Becken lief ebenfalls voll Wasser und bildete einen See, der später wieder austrocknete. Erkennen kann man das heute an den Fossilien, die in tieferen Bodenschichten gefunden wurden. Auch in diesem Krater haben sich Menschen angesiedelt, in der Gemeinde Steinheim am Albuch leben etwa 9000 Menschen. In der Mitte des Kraters bildete sich ein Berg, der heute Klosterberg genannt wird. In vielen Kratern auf dem Mond kann man ebenfalls solche Zentralberge entdecken.

Krater in Amerika

Der Barringer-Krater befindet sich in Nordamerika, in der Wüste Arizonas. Er hat einen Durchmesser von etwa eineinhalb Kilometern und ist 170 Meter tief. Entstanden ist er vor 50000 Jahren durch den Einschlag eines 50 Meter großen Eisenmeteoriten, von dem heute noch Teile vorhanden sind. Beim Aufprall wurde ein Erdbeben ausgelöst. Oberirdisch verwüstete eine Schockwelle und hinterher eine Feuerwalze die Umgegend und löschte alles Leben im Umkreis von 20 Kilometern.



Die Kräfte und Temperaturen am Einschlagpunkt sorgten dafür, dass sich Diamanten bildeten, die nur bei sehr hohem Druck entstehen. Der Krater ist bis heute sehr gut erhalten und deutlich zu erkennen. Es ist der wohl berühmteste Meteoritenkrater der Welt und eine beliebte Touristenattraktion. Aufgrund der trockenen und wüstenartigen, staubigen Umgebung hat man das Gefühl, man sehe einen Mondkrater.

Weltweit sind etwa 130 Krater zu finden, die durch kosmische Einschlagkörper entstanden sind.


Die Ausarbeitung habe ich mit freundlicher Genehmigung von Denise Böhm-Schweitzer www.astrokramkiste.de übernommen.