Noch immer droht uns Gefahr aus dem All: Durch das „Billard“ zwischen den Himmelskörpern in unserem Sonnensystem können Asteroiden und Kometen auf Kollisionskurs mit der Erde geraten und schließlich für katastrophale Einschläge sorgen. Doch die heutige Wahrscheinlichkeit für solche Karambolagen ist im Vergleich zur Frühzeit der Erde gering: Im Zeitalter des Archaikums, vor etwa 4 bis circa 2,5 Milliarden Jahren, krachte es ausgesprochen häufig und heftig. Dies geht aus Datierungen von Mondkratern hervor sowie aus Funden von irdischen Spuren der Einschläge. Doch nach wie vor scheint unklar, wie häufig die Erde damals von mehr als zehn Kilometer großen Objekten getroffen wurde und inwieweit der Fallout solcher Einschläge die Atmosphäre, insbesondere ihren Sauerstoffgehalt, beeinflusste.
Dem Bombardement auf der Spur
Neue Einblicke liefern nun Forscher um Simone Marchi vom Southwest Research Institute in Boulder. Ihre Ergebnisse basieren dabei auf neuen Informationen zu den irdischen Spuren, die Einschläge im späten Archaikum vor 3,5 bis 2,5 Milliarden verursacht haben. Es handelt sich dabei um sogenannte Impaktkügelchen (Sphärulen), die bei den infernalischen Kollisionen entstanden sind. Dabei schmolz und verdampfte Gesteinsmaterial in der Erdkruste und schoss in riesigen Wolken nach oben. Kleine Tröpfchen des geschmolzenen Gesteins verfestigten sich anschließend und fielen als sandkorngroße Partikel auf die Erdoberfläche zurück. Sie bildeten dort dünne Schichten, die an manchen Orten der Erde nachzuweisen sind.
Wie die Forscher berichten, wurden in den letzten Jahren in Bohrkernen und geologischen Strukturen eine Reihe neuer Schichten mit Impaktkügelchen identifiziert, wodurch sich die Gesamtzahl der bekannten Einschlagsereignisse in der frühen Erdgeschichte deutlich erhöht hat. Dies ermöglichte es dem Team, bestehende Bombardierungsmodelle zu aktualisieren. Den Ergebnissen zufolge wurde das Ausmaß der Einschläge im späten Archaikum bisher deutlich unterschätzt: “Es zeichnet sich ab, dass der Impaktorenfluss zu dieser Zeit bis zu zehnmal höher war als bisher angenommen”, sagt Marchi.
Einschläge fraßen Sauerstoff
Auf der Grundlage dieser neuen Einschätzung modellierten die Forscher dann, wie all diese Einschläge die Atmosphäre beeinflusst haben könnten. “Aus unseren Ergebnissen geht hervor, dass die Impaktoren, die auf der frühen Erde einschlugen, eine wichtige Sauerstoffsenke darstellten. Der Beschuss hat demnach wohl die Oxidation der Erdatmosphäre deutlich verzögert”, sagt Marchi. Wie die Forscher erklären, ist der Sauerstoffgehalt in der Erdatmosphäre auf ein Gleichgewicht von Produktions- und Abbauprozessen zurückzuführen. “Das spätarchaische Bombardement von Objekten mit einem Durchmesser von mehr als zehn Kilometer hätte genügend reaktive Gase erzeugt, um die geringen Mengen an atmosphärischem Sauerstoff vollständig zu verbrauchen”, erklärt Co-Autorin Laura Schaefer von der Stanford University.
