Ein gewaltiger Asteroidenschwarm auf Kollisionskurs: Vor rund 800 Millionen Jahren war das Erde-Mond-System einem heftigen Bombardement ausgesetzt, geht aus Untersuchungen von Kratern auf dem Mond hervor. Wahrscheinlich handelte es sich um die Bruchstücke eines ursprünglich 100 Kilometer großen Asteroiden. Den Einschätzungen der Forscher zufolge trafen Mond und Erde damals Fragmente mit einer Gesamtmasse, die dem 30- bis 60-fachen des “Dinokiller”-Asteroiden entsprach. Der Asteroidenschauer vor 800 Millionen Jahren könnte die Erde und die Entwicklung der damals vorhandenen Lebensformen deutlich beeinflusst haben, sagen die Forscher.
Seit jeher fallen sie vom Himmel: Die Erde wurde im Lauf ihrer Geschichte immer wieder von Asteroiden unterschiedlicher Größe getroffen. Diese Einschläge haben unseren Planeten vor allem in der Frühzeit mit Substanzen angereichert, die wichtig für die Entwicklung des Lebens waren. Später war die Wirkung der kosmischen Bomben dann eher tödlich: Sie sorgten für globale Katastrophen mit Massenaussterben. Das berühmteste Beispiel ist der sogenannte Chicxulub-Einschlag, der vor etwa 66 Millionen Jahren die Kreidezeit beendete. Man geht davon aus, dass damals ein über zehn Kilometer großer Asteroid im Bereich der heutigen Halbinsel Yucatan in die Erde krachte und eine globale Katastrophe auslöste.
Erdgeschichte in Spiegel von Mondkratern
Von diesem Einschlag zeugen noch heute geologische Spuren. Doch von Einschlägen aus der tieferen Geschichte der Erde ist meist nichts mehr übrig. Denn durch die starke Verwitterung auf unserem Planeten und die Plattentektonik verschwanden viele Krater-Strukturen. Anders ist dies beim Begleiter der Erde: Da der Mond keine Atmosphäre und daher kaum Erosions-Faktoren besitzt, blieben die Spuren einstiger Einschläge erhalten – wie sein pockennarbiges Gesicht verdeutlicht. Weil er eine ähnliche Treffergeschichte wie die nahe Erde besessen haben muss, sind anhand seiner Kraterstrukturen Rückschlüsse auf die Geschichte der irdischen Einschläge möglich.
Im Rahmen ihrer Studie haben die Forscher um Kentaro Terada von der Universität Osaka nun Daten des japanischen Mondorbiters „Kaguya“ ausgewertet, der den Mond von 2007 bis 2009 detailliert ins Visier genommen hat. Sie untersuchten dabei gezielt 59 Mondkrater mit einem Durchmesser von mehr als 20 Kilometern. Rückschlüsse auf das Alter der Strukturen lieferten ihnen Untersuchungen der Merkmale des Auswurfsmaterials rund um die Einschlagsstellen.
Wie die Wissenschaftler berichten, zeichnete sich ab, dass zumindest acht der Krater zur gleichen Zeit entstanden sind. Darunter befindet sich auch der fast 100 Kilometer breite Copernikus-Krater. Neben der Datierung des aus diesem Krater ausgeworfenen Materials bestätigte auch eine Altersuntersuchung von Gesteinsproben, die noch von den Apollo-Missionen stammen, die Entstehungszeit. So kamen die Forscher zu dem Ergebnis, dass die acht Krater im Rahmen eines Asteroidenregens entstanden sind, der sich vor rund 800 Millionen Jahren ereignet hat. Die Berechnungen anhand der Ausmaße der Krater ergaben dabei, dass die Einschlagserie dem Mond so viel Material hinzugefügt hat, dass dies einem Impaktor mit einem Durchmesser von 10 bis 13 Kilometern entspricht.
Folgenreiches Bombardement?
Wie die Forscher erklären, scheint klar, dass die Ereignisse vor rund 800 Millionen Jahren nicht auf den Mond beschränkt waren: Die deutlich größere Erde stand ebenfalls unter Beschuss und steckte wahrscheinlich deutlich mehr Treffer ein. Auf der Grundlage ihrer Einschätzungen zu den Einschlägen auf dem Mond und unter Berücksichtigung von Kollisionswahrscheinlichkeiten kamen die Forscher zu einer Einschätzung der Gesamtmasse, die das Erde-Mond-System getroffen hat: Sie entsprach dem 30 bis 60-Fachen des Chicxulub-Asteroiden. Vermutlich traf die Erde unterm Strich eine Asteroidenmasse von 40 bis 50 Millionen Milliarden Kilogramm, berichten die Wissenschaftler. Wie sie erklären, könnte es sich bei dem Asteroidenschwarm um die Bruchstücke eines ursprünglich 100 Kilometer großen Asteroiden aus der Gruppe der wasser- und kohlenstoffreichen CI-Chondriten gehandelt haben.
Doch was bedeutete der kosmische Bombenhagel für die Erde der damaligen Zeit? Bisher lässt sich darüber nur spekulieren. Klar scheint, dass die Einschlagsserie die Erde vor dem Cryogenium-Zeitalter (720 bis 635 Millionen Jahren) getroffen hat. Dabei handelte es sich um eine Ära mit großen ökologischen und biologischen Veränderungen: Aus den bereits vorhandenen Mikroben im Meer entstanden komplexere Lebensformen, gleichzeitig begann eine Serie von Kaltzeiten.
Wie die Forscher berichten, ist es möglich, dass die Einschläge damals neben ihrer zerstörerischen Wirkung auch die weitere Entwicklung des Lebens gefördert haben. Der Asteroidenhagel könnte dabei vor allem das Lebenselement Phosphor geliefert haben, sagen die Forscher. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass extraterrestrischer Zufluss von bioverfügbaren Elementen in die damalige Meeresumwelt die Entwicklung der Lebewesen beeinflusst hat“, schreiben die Wissenschaftler.
Quelle: Osaka University, Fachartikel: Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-020-17115-6
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