In einem neuen Modell zu Asteroiden und Kometen, das im Fachmagazin Nature veröffentlicht wurde, haben Forscher herausgefunden, dass Einschläge wohl zehnmal häufiger auftraten als bisher angenommen. In ihren Ergebnissen beschreiben sie die Auswirkungen, die die Himmelskörper auf unsere Atmosphäre hatten. Sie hoffen so unser Verständnis über die Entwicklung unserer Erde voranzutreiben.
Deutlich mehr Einschläge als bisher angenommen
Während angenommen wird, dass ein Asteroiden-Einschlag vor Millionen von Jahren das Ende der Dinosaurier einleitete, sind diese Naturkatastrophen heute zu unserem Glück selten. Doch das war nicht immer so. Forscher des Southwest Research Institute in Boulder haben durch neue Modelle untersucht, wie im Zeitalter des Archaikums Einschläge von kilometergroßen Meteoriten unsere Erdatmosphäre geprägt haben.
Wenn große Himmelskörper auf der Erde einschlagen, wird das Material der Erdoberfläche von der extremen Energie geschmolzen und verdampft. Diese Partikel, welche ungefähr die Größe eines Sandkorns haben, fallen wieder zurück auf die Erde und bilden eine Schicht aus sogenannten „Impact Spherules“, also Einschlagskügelchen. In der Erdkruste finden sich Schichten von solchen Partikeln vorwiegend in der Zeit des Archaikums vor 2,4 bis 3,5 Milliarden Jahren.
Durch immer besser werdende Bohrtechnik können die Wissenschaftler anhand dieser Schichten, die Auswirkungen der Einschläge mit steigender Genauigkeit analysieren. „In den letzten Jahren wurde eine Reihe Schichten von Einschlagskügelchen in Bohrkernen und Aufschlüssen gefunden, was die gesamte Anzahl der bekannten Einschläge in der frühen Erde erhöht“, äußerte sich Co-Autor und Harvard Professorin Dr. Nadja Drabon in einer Pressemitteilung zu den Funden.
Asteroiden entfernten Sauerstoff aus der Luft
Die Hauptautorin der Studie Dr. Simone Marchi kommentiert die bisherige Forschung in der Mitteilung: „aktuelle Bombardierungsmodelle unterschätzen die Anzahl an Impact Spherules im späten Archaikum, was darauf hindeutet, dass der Einschlagszufluss zu dieser Zeit bis zu 10-mal höher war als bisher angenommen.“ Ihr zu Folge könnten die häufigen Einschläge die Sauerstoffanreicherung in der Atmosphäre verlangsamt haben.
Der Sauerstoffgehalt der Erdatmosphäre heute ergibt sich durch ein Gleichgewicht aus Produktion und Abbau. Durch die Einschläge könnte der wenige Sauerstoff, der sich in der Atmosphäre befand, durch chemische Prozesse verbraucht worden sein. Dies wird gestützt von Aufzeichnungen des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre über die Zeitgeschichte.
„Dieses Muster stimmt mit Beweisen über sogenannte „Whiffs“ von Sauerstoff überein, ein steiles, aber vorübergehendes Steigen des atmosphärischen Sauerstoffs, das vor 2,5 Milliarden Jahren stattfand. Wir glauben, dass diese „Whiffs“ durch Einschläge ausgelöst wurden, die den Sauerstoff aus der Atmosphäre entfernten. Dies stimmt mit den großen Einschlägen überein, die in den Einschlags-Schichten im australischen Bee Gorge und Dales Gorge nachgewiesen wurden“, so Co-Autor der Studie Dr. Laura Schäfer, Professorin an der Stanford University in der Pressemitteilung.
So wurde die Erde zu dem Planet, der sie heute ist
Am Ende des Archaikums kam es laut aktuellem Stand der Wissenschaft zu einer großen Verschiebung des Gasgemischs in der Atmosphäre, dem sogenannten „Great Oxidation Event“. Vor ca. 2,4 Milliarden Jahren stieg der Sauerstoffgehalt demzufolge plötzlich stark an. Bisher wurde angenommen, dass es entweder zu einem Anstieg der Produktion kam oder durch weniger Abbau des Sauerstoffs durch vulkanische Quellen oder dem Verlust ins All.
Aber die Wissenschaftler sehen auch hier einen Zusammenhang mit den Einschlägen. „Im Laufe der Zeit wurden die Kollisionen immer seltener und waren zu klein, um den Sauerstoffgehalt nach dem GoE signifikant zu verändern. Die Erde war auf dem besten Weg, der Planet zu werden, der sie heute ist“, äußerte sich Marchi zu den Ergebnissen.