Statistik der „Near Earth“ Objekten. Turiner und Palermo Skala. Einschlagskrater: Physik des Einschlagsprozesses. Stoßfrontwelle und

Nachstromwelle. Hugoniot Gleichungen. Druck, Impuls und

Wärmeenergie eines Einschlags. Stadien der Kraterbildung.

Vorlesung 4

Torino SkalaDie 'Torino Skala' ist, ähnlich wie die die Richter-Skala für Erdbeben, eine Skala für Meteoriteneinschläge, basierend auf der Masse der Meteoriten und der Wahrscheinlichkeit eines Einschlags auf der Erde. Ihren Namen erhielt diese Skala auf einem Kongress in Torino. Der Wert '0' steht für eine geringe kinetische Energie und eine geringe Wahrscheinlichkeit eines Einschlags, '10' steht für hohe kinetische Energie und eine hohe Einschlagswahrscheinlichkeit.

Die Turiner Skala klassifiziert die Objekte von 0 bis 10, wobei bei einem Asteroiden oder Kometen mit dem Wert "0" gar keine oder eine nur geringfügige Chance auf eine Kollision mit der Erde besteht. (Null wird auch für solche Objekte verwendet die so klein sind, dass sie beim Eindringen in die Erdatmosphäre verglühen und daher keine Gefahr darstellen). Ein Objekt mit dem Wert "10" impliziert dagegen, dass eine Kollision sicher zu erwarten ist und dass der Impaktor groß genug ist, um eine globale Katastrophe auszulösen.

Palermo Skala die Palermo Skala basiert sich auf dezimalen Logarithmen des relativen Risikos: PS = log10 R. Das relative Risiko R kann durchR = PI / (fB × T) ergeben, wobei PI ist die Impaktprobabilität eines betrachteten Impakt-Events und T ist die erwartete Zeit bis zum nächsten potentiellen Impakt-Event, gemessen in Jahre-Einheiten. Das jährliche durchschnittliche Impaktfrequenz,fB = 0.03 × E-4/5 ist die jährliche Probabilität von einem Impakt-Event mit einer Energie E (in Megatonnen der TNT), die am mindesten nicht weniger als die Energie des betrachteten Impakt-Events.

Die kumulative Palermo Skala Wert reflektiert die Ernsthaftigkeit der allen potentiellen Kollisionen von delektierten Objekten. Es ist die Summe der dezimalen Logarithmen der einzelnen individuellen relativen Risiko-Werten:PScum = log10 (10PS1 + 10PS2 + 10PS3 + ...)Es kann interpretieren als ein gesamtes Risiko für ein Kollisons-Event von einer Sammlung der Objekten.

Group Description Definition

NECs Near-Earth Comets q<1.3 AU, P<200 years

NEAs Near-Earth Asteroids q<1.3 AU

Atens Earth-crossing NEAs with semi-major axes smaller than

Earth's (named after asteroid 2062 Aten). a<1.0 AU, Q>0.983 AU

Apollos Earth-crossing NEAs with semi-major axes larger than

Earth's (named after asteroid 1862 Apollo). a>1.0 AU, q<1.017 AU

Amors Earth-approaching NEAs with orbits exterior to Earth's

but interior to Mars' (named after asteroid 1221 Amor). a>1.0 AU, 1.017<q<1.3 AU

PHAs Potentially Hazardous Asteriods: NEAs whose Minimum

Orbit Intersection Distance (MOID) with the Earth is

0.05 AU or less and whose absolute magnitude (H) is 22.0

or brighter. MOID<=0.05 AU, H<=22.0

Es werde ein Planetoid betrachtet (D = 10 km, = 3 g/cm³), der mit einer Relativgeschwindigkeit von 50 km/s mit der Erde kollidiere. Wie groß würde der resultierende Krater werden, wenn wir annehmen, dass die gesamte kinetische Energie des Planetoiden beim Aufprall in den Aushub von Krustenmaterial ( = 5.5g/cm³) flöße? Das vereinfachte Kratermodel habe die Form eines flachen Zylinders, wobei Tiefe und Radius im Verhältnis 1:3 stehen sollen. Betrachte die beiden Extremfällea) Material bleibt auf der Erde sowieb) Material verläßt die Erde und vergleiche die Ergebnisse mit der empirischen Durchmesser-Energie-Relation.

Bildung eines Einschlagskrater

Zhamanshin Kazakhstan N 48° 24' E 60° 58' 14 km Alter Ma 0.9 ± 0.1

Chicxulub Meteor KraterMittelamerika, Mexico,YucatanPosition 21:20 N 89:30 WKraterdurchmesser 310 kmKratertyp komplexAlterca. 64.98 Mio JahrenMeteortyp unklar, ev.Eisenmeteorit Meteordurchmesser 10 bis 20 km

KOLLISIONSPARAMETERProjektil: Steinasteroid Durchmesser: 50 m, Geschwindigkeit: 20 km/sRESULTAT: Explosion 5-20 km über die Oberfläche der Erde. Frei gelassene Energie = 7 MT (Megatonnen von TNT) (die kräftigste Nuklear-Waffe: 100 MT). Solche Kollisionen mit der Erde finden jede 190 Jahre statt . Bäume in Siberia die von dem

Luftexplosion des Tunguska-Meteorits gefallen worden.

Projektil: Steinasteroid Durchmesser: 500 m, Geschwindigkeit: 20 km/s Frei gelassene Energie = 7444 MT (Megatonnen von TNT) BEBEN!! Magnitude 8.2 (Die stärkste bis jetzt registrierte Erdbeben: 9.5), Krater wird mit einem Durchmesser: 6.3 km und Tiefe 0.5 km. Solche Kollisionen mit der Erde finden ca. jede 49000 Jahre statt.

Das ist 11 km Impaktkrater Bosumtwi in Ghana, Africa.

Der Bosumtwi-Impaktkrater in Ghana, Westafrika. Dieser Krater ist 1 Million Jahre alt und hat einen Durchmesser von 11 km.Ein See füllt ihn fast völlig aus.

Dieses Bild zeigt einen Quarzkristall mit den typschen Schocklamellen, die in der Natur nur durch die Schockwelle eines Impaktes entstehen können.

11 km

Der Rote Kamm Krater in Nambia, mit 2,5 km Durchmesser und einem Alter von 3,7 Millionen Jahren einer der kleineren und jüngeren Krater auf der Erde. Der Krater liegt in der Namib-Wüste und ist schon fast ganz durch Sanddünen bedeckt.

2,5 km

Rocky Asteroid 300 meter(s) 15.0 km/s

KOLLISIONSPARAMETER:Projektil: Steinasteroid Durchmesser: 5 km, Geschwindigkeit: 20 km/sErgebnis:Frei gelassene Energie = 7 million MT (Megatonnen von TNT) (Shoemaker Levy 9 Kollision mit Jupiter: 5 Millionen MT)Beben!! Magnitude 10.2 (Bis jetzt die kräftigste registrierte Erdbeben: 9.5) Kraterdurchmesser: 61.6 km Kratertiefe: 1.0 km Ein Kollision der solchen Skala findet ein mal in 12 Millionen Jahre.

Das ist der 100 km Impaktkrater Manicouagan Lake in Quebec, Kanada.

C²=(dP/d)s

C+Up

dP=C·dUp

Stoßwelle ist eine Form von Druckwellen mit einer finiten Amplitude und sehr kürze Einregungszeit

Stadien der Kraterbildung

Ein im Verhältnis zur Erde relativ kleiner Kosmischer Körper kollidiert mit kosmischer Geschwindigkeit von 11 bis 72 km/s mit der Erde und Markiert den Beginn des Kontaktstadiums. Er durchschlägt die Lufthülle fast ungebremst und tritt auf die Erdoberfläche. Vom Aufschlagspunkt gehen Stoßwellen aus, die sich sowohl in das getroffenen Gestein als auch in den einschlagenden Körper mit Überschallgeschwindigkeit fortpflanzen.Der Meteorit dringt mit verminderter, aber immer noch hoher Geschwindigkeit in die Erde ein. Dabei wird aus der Kontaktzone, wo die höchsten Drücke auftreten, überhitztes Material, das sich sowohl vom Meteoriten als auch vom getroffenen Gestein ableitet, in Form von Dampf und hochtemperierter Schmelze mit sehr hoher Geschwindigkeit (höher als die Einschlagsgeschwindigkeit) heraus geschleudert. Dies Material kann noch weit über die Kratergrenzen hinaus gefunden werden)

Stoßfront-geschwindigkeit Vs

E ist innere Energie

Drei Hugoniot - Gleichungen

1. Erhaltung der Masse: ·(Vs-Vn)=0·Vs

Verdichtungsgaktor=

Verhältnis in Vs/Vn in Gesteinen ~ 1,67Einschlagdauer: t~D(M)/Vs(M)

2. Erhaltung des mechanischen Momentums: P-P0=0·Vs·Vn

3. Erhaltung der Energie: P·Vn=0·Vs·(E-E0+1/2·Vn²)

Aus Stoßexperimenten bekommt man die Gleichung:

nS VsCV o

oon

PPV

)()(

)()(2

1oo

oo PPEE

)(

)(

o

ooS

PPV

Andere Form von drei Hugoniot-Gleichungen

P=Pk+··(E-Ek) ,wobei ist Grüneisen-Parameter Schallgeschwindigkeit

Basaltische Eucrite 27,4 GPa

Basaltische Eucrite 84 GPa

Kalzit 85 GPa

P(V) = Hugoniot-Adiabate

Steigung von Rayleigh-Linie ~ Vs²

Hier V ist 1/ !

1. Wenn Stoßwelle ist groß Vs>>Vn: E-E01/2·Vn²

2. Wenn Stoß ist klein P~ P0:

E-E0P·(V0-V) Prozeß ist isoentropisch!

3. TdS=dE+PdV entlang der Linie 01T>0 dS hat unterschidliche Zeichen!

Isoentropa: S=const

1

0

1

0

1001

1

0

1

0

01

0

)()(2

1

TdS

PdVVVPPpdVEETdS

Hugoniot-Adiabate

0

100

200

300

400

500

600

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

V/Vo

P,

GP

a

CaCO3

SiO2

Mg2SiO4

Material o, g/cm³ C, mm/µs S 0 CB0, mm/µsCaCO3 2.703 4.083 1.293 1.18SiO2 2.145 2.344 1.085 0.9Mg2SiO4 3.201 6.818 0.766 1.31 5.888

Vs= C+S·Vn

PH(Vn)=0·(C+S· Vs)PH(V)= 0·C²·(1-V/Vo)/[1-S(1-V/V0)]²

Nachströngeschwindigkeit

Einschlaggeschwindigkeit

Stoßfrontgescwindigkeit

Ve=5 km/s=Vn(G)+Vn(M) > Vs(M) )()(

)()(

MG

GVeMVn

)()(

)()(

MG

MVeGVn

m(R)=m(R‘)

(M)~3g/cm³, (G)~2,7g/cm³, Vn(M)~2.6 km/s, Vn(G)~2.5 km/s

Das Projektil ist im Umfang seines Durchmessers in die Erde eingedrungen, indem er das Gesteinsmaterial unter sich komprimiert und mit hoher Geschwindigkeit fortgeführt hat. Die von der Aufschlagstelle ausgegangenen Stoßwellen haben das angrenzende Gestein ebenso wie das Projektil hoch erhitzt und zur Verdampfung gebracht. Eine aus diesen Dämpfen bestehende Eruptionswolke dehnt sich rasch aus und verdrängt die atmosphärische Luft. Im primären Krater, der im Einschlagbereich entstanden ist, schließt sich an den inneren verdampften Bereich eine geschmolzene Zone an; darauf folgt eine fein zertrümmerte Zone und anschließend grob zertrümmertes Gestein; alles ist stark komprimiert. Nahe der freien Oberfläche erfolgt in einer Interferenzzone zwischen der sich mit Überschallgeschwindigkeit ausdehnenden Stoßwelle und Entlastungswellen, die von der Oberfläche ausgehen, ein Absplittern einer dünnen Gesteinsdecke (sog. Spall) in der weiteren Umgebung der Einschlagsstelle. Dadurch werden Gesteinsfragmente mit hoher Geschwindigkeit ausgeworfen. Auch dieses Gesteinsmaterial kann in der näheren Umgebung des Kraters gefunden werden. Es wird hinter der zurückgedrängten Luft mit Hilfe expandierender Gesteinsdämpfe weit fortgeschleudert (Reutersche Blöcke).

Hydrodynamische Dämpfung Stoßwellen

Entlasstungswelle in Projektil

Stoßwelle in Projektil

C1(G)+Vn(G) > Vs(G)C0(G) < Vs(G)

t=X/Vs(G)=(s+X)/[C1(G)+Vn(G)]P-s(dP/dX)1=-X[(C1(G)+Vn(G))/Vs(G) -1](dP/dX)1

DE=BC+X·[1-C0(G))/Vs(G)]

Vs(G)·tC0(G)·t

[C1(G)+Vn(G)]·t

G - GesteinM - MeteoritVs- Geschwindigkeit der StoßwelleVn - Nachströmgeschwindigkeit0, C0- Dichte, Schallgeschwindigkeit bei P0

1, C1 - Dichte, Schallgeschwindigkeit bei P1

S(G) und S(M) Material Parameter

Ve=Vn(G)+Vn(M)

In der Zeit t wird der Raum R im Gestein mit Nachströmgeschwingigkeit Vn(G)die Streche t·Vn(G) zu R‘ zusammengedruckt, Die gesamte Verkürzung beträgtt·Ve= t·Vn(G) + t·Vn(M)

0(M) ·[C(M)+S(M)·(Ve-Vn(G))]=0(G)·[C(G)+S(G)·Vn(G)] aus erster Hugoniot-GleichungQ·Vn(G)²+T·Vn(G)+Y=0Q=S(G)-S(M)·0(M)/0(G)= -1,72T=C(M)+ 0(M)/0(G)·(C(M)+2S(M)·Ve)= 43,41X= - 0(M)/0(G)·(C(M)+S(M)·Ve)·Ve= -109,2

Vn(G)=2.8 km/s, Vn(M)=2.2 km/s, Vs(G)=10,7 km/s, Vs(M)=7,1 km/s, P(M)=P(G)=120 GPa aus zweiter Hugoniot-Gleichung

C(M), km/s S(M) 0(M), g/cm³ 0(M)Projektil Eisen 4,05 1,41 7,8 1,8

C(G), km/s S(G) 0(G), g/cm³ 0(G)Targetgestein Anorthosite 7,71 1,05 3,965 1,1

EinschlaggeschwindigkeitVe= 5 km/s, Durchmesser von Meteorit =1 km

Eine Gute Nährung:Vs=1/2·[C1+Vn] +C0Dann die Schallgeschwindigkeit unter hohen Druck:C1(M)= 2Vs(M)-Vn(M)-C(M)= 7,95 km/sC1(G)=2Vs(G)-Vn(G)-C(G)=10,89 km/sKoordinaten von N-Punkt: D(M)-Ve*tn=(Vs(M)-Ve)*tn tn=D(M)/Vs(M) = 0,14 secXn= D(M)(Ve/Vs(M)-1)=-0,296 kmKoordinaten von R-Punkt: Xr=Vn(G)·tr=2,8 ·tr

(Xr-Xn)/(tr-tn)=C1(M)+Vn(M)=9,3 km/s tr=0,245 sec Xr=0,688 kmKoordimanet von M-Punkt: Xm=Vs(G)·tm=10,7 ·tm

(Xm-Xr)/(tm-tr)=C1(G)+Vn(G)=13,69 km/s tm=0,892 sec Xm=9,54 km

In der erste Nährung: Vs=C+S•Vn, wo C=Schallwellen-Geschwindigkeit ~K/, Vs/Vn ~ 1.67Verdichtung:

ρ(G)• A• Vs (G)•δt= ρ‘(G)• A•[Vs (G)-Vn(G)]•δt nach Erhaltung der Masse, oder

ρ(G)•Vs (G)= ρ‘(G)•[Vs (G)-Vn(G)] - 1.Hugoniot-Gleichung. ‘ ~ 2,49 ist die theoretische maximale Wert.

Impuls und Druck:I(M)=m(M)•Vebis Zeit t* übertragene Impuls ist:δI=m*(G) •δVn(G)Für Druck (2. Hugoniot-Gleichung):

m*

)()()(3

1

)(

3

*)()(

)(*

)(*

GVnGVsG

t

GVnrG

t

GVn

GA

GmP

Unmittelbar nach dem extrem schnellen Durchgang der Stoßwelle bewegt sich das Gestein mit um den Faktor 0,3 bis 0,2 geringerer Geschwindigkeit radial weg vom primären Krater. Im zentralen, tieferen Kraterbereich führt diese Bewegung, da dort das Gestein nicht seitlich ausweichen kann, zu einer starken Kompression. Bei der darauf folgenden Entlastung dehnt sich das Grundgebirge nach oben aus und wird zerrüttet. Es öffnen sich Klüfte, in die Polymikte Kristallinbreccien, die ihren Ursprung in der fein zertrümmerten Zone haben, mehrere hundert Meter tief eindringen. Dabei dürfte die spontane Verdampfung des in der Zone auf mehrere 100°C erhitzten Porenwassers eine wichtige Rolle spielen. Auch im höheren seitlichen Bereich des primären Kraters dringen Polymikte Kristallinbreccien in das nach dem Durchgang der Stoßwelle entspannte Kristallin und sogar in das Deckgebirge ein. Sie werden danach mit Schollen dieser Gesteine ausgeworfen oder lateral nach oben verschoben.

Der Auswurfprozeß läuft folgendermaßen ab: Die der Stoßwelle nachfolgende Materieströmung ist im seitlichen Bereich des Kraters radial nach außen gerichtet. Entlastungswellen, die von der freien Oberfläche hinunter fortschreiten, erzeugen einen aufwärts gerichteten Druckgradienten hinter der Stoßwelle. Damit wird eine Aufwärtskomponente zur radialen Bewegung der Materie hinzugefügt, und so entsteht ein schräg aufwärts und aufwärts gerichtete Exkavationsströmung, die vorwiegend die Sedimentgesteinsdecke erfaßt. Am Rande des sich schnell erweiternden Kraters führt sie zu einem balistischen Auswurf von Bunten Trümmermassen. Der oberste Teil der feinzertrümmerten Zone wird durch die Rückfederbewegung bei der Druckentlastung von unten mit dem geschmolzenen Material darüber vermischt und als Suevit nach oben ausgeworfen. In Verbindung mit der Expansion von Wasserdampf und Gesteinsdämpfen steigt dieser als schwerer, mit grober Fracht aus teils geschmolzenen, teils nur zertrümmertem Kristallin beladenen Eruptionswolke auf.

2

)(

)(2

)(2/)'()(

2GVnm

GVs

GVnRPRRPiQ

3. Hugoniot-Gleichung für Wärmeenergie

4333 )()()(9

1)(

3

22/)'( GVnGVstGGVntPRRPE ePotenziell

Rückfederungsenergie, die führt zum zentralen Auswurf

Maximale Geschwindigkeit des Auswurfes:Vmax~ Ve•b/h

Dadurch entstehen Drehmomente und ein turbulentes Durcheinander. Gesteine aus tieferen seitlichen Bereichen des wachsenden Kraters werden zuerst schräg nach unten und dann zur Seite bewegt und dabei ineinander geschoben. Diese überwiegend gleitend erfolgenden Vorgänge schaffen das Schollenmosaik der Kraterrandzone und den "Kristallinen Wall". Die Diskontinuitätsfläche zwischen dem festen Grundgebirge und den darüber lagernden weicheren Sedimenten hat ebenso Einfluß auf die Kraterform wie der Unterschied zwischen kompetenten Kalkplatten und weniger kompetenten darunterliegenden Schichten. Außerhalb des Kraters gelandetes Material wühlt Lockergesteine auf, vermischt sich mit diesen und bewegt sich als grandiose Trümmerflut über das Land. Auf die Suevit-Eruptionsfolge wirkt die zurückgekehrte atmosphärische Luft, die deren Aufstieg begrenzt. Aufsteigende und der Schwerkraft folgende absteigende Bewegungen wirken in der Suevit-Eruptionswolken gegeneinander.

Der Krater hat sich fast auf die endgültige Dimension durch den Auswurf der Bunten Trümmermassen erweitert. Der Transport ist aus zentralen Bereichen balistisch, aus randlichen Bereichen zunehmend gleitend erfolgt. Mit höherer Geschwindigkeit weiter innen gestartetes Material überholt anderes, das mehr randlich mit geringeren Geschwindigkeiten in Bewegung gesetzt wurde. Rückfederbewegungen im Kristallin und am Kraterrand führen zum Einwärtsgleiten von großen Schollen, die sich gegenläufig zum Auswurfmaterial bewegen.

Die Suevit-Eruptionssäule kollabiert. An ihrer Basis brechen turbulente Suevitwolken hervor und breiten sich über die weitere Umgebung des Kraters aus, wo sie die unmittelbar vorher abgelagerten Bunten Trümmermassen ungleichförmig überdecken (Ausfall-Suevit). Der Rest der Eruptionssäule sinkt in den Krater zurück und bildet den Rückfall-Suevit. Im Krater erfolgen noch von der Schwerkraft gesteuerte Ausgleichsbewegungen.

Der Steinmeteorit von Ramsdorf z.B. mit einem Gewicht von ca. 5 kg, welcher am 26. Juli 1958 in Ramsdorf in Westfalen fiel, verursachte in einem Gemüsegarten ein röhrenförmiges Loch von 40 Zentimeter Tiefe. Der Donnerstein von Ensisheim, mit einem Gewicht von 127 kg, schlug 1,50 m tief in das Weizenfeld ein. Der 63 kg schwere Eisenmeteorit von Treysa, welcher am 3. April 1916 in Hessen niederfiel, wurde aus 1,60 m Tiefe geborgen. Die meisten herabfallenden Meteoriten sind also keine "himmlischen Geschosse", sie haben lediglich Fallgeschwindigkeit.

Die meisten Meteoriten hinterlassen auf der Erdoberfläche nur kleinere Löcher mit wenigen Zentimeter bis Dezimeter Tiefe. Meteorite mit einer Masse unter ca 10 kg überstehen den Atmosphärenflug nicht. Allerdings spielen dabei Eintauchwinkel, Geschwindigkeit eine große Rolle, so daß keine allgemeingültigen Aussagen gemacht werden können.

Der größte Einzelfund eines Meteoriten ist der Meteorit Hoba in Namibia. 1920 entdeckt steckt er nur 1,50 m tief im Erdboden. Der Meteorit, ein Ataxit, ist 60 Tonnen schwer und steht unter Naturschutz. In Namibia ging in prähistorischer Zeit ein weiterer Meteoritenschauer nieder, von denen heute über hundert Einzelexemplare bekannt sind. 31 von den Gibeon Meteoriten sind auf dem Markt in Windhoek ausgestellt.

Nur Meteoriten mit einer Masse von mehreren Tonnen gelingt es, einen Teil ihrer Eigengeschwindigkeit bis zur Erdoberfläche zu bewahren.Allerdings hinterlassen auch sie keine Impaktkrater, sie graben sich mehr oder weniger tief in die Erdkruste ein. Da der Luftwiderstand die Geschwindigkeit des Meteoriten stark abbremst, hat ein Körper in der Höhe von 10 bis 15 km bereits seine Eigengeschwindigkeit verbraucht und er fällt lediglich zu Boden. Die Fallgeschwindigkeit beträgt dabei 100 bis 300 m/s.

Meteoroide mit einer Masse von mehr als 100 Tonnen verlieren beim Durchflug durch unsere Atmosphaere keine Geschwindigkeit. Unsere Atmosphaere ist zu duenn, um den Meteoroiden wirkungsvoll abzubremsen. Er durchfliegt mit seiner ursprünglichen Geschwindigkeit die Atmosphaere und kann beim Aufprall verheerende Schäden anrichten.

In der Kompressions- oder Verdichtungsphase werden Meteoroid und Untergrund zusammengedrückt. Man nimmt an, dass der Druck das Millionenfache des normalen Atmosphärendruckes erreicht. Kompakter Felsen wird auf ein Drittel seines ursprünglichen Volumens zusammengepreßt. Gesteinsmasse fließt wie Flüssigkeit.

In der Auswurf- oder Aushöhlungsphase wird Gestein und Material aus dem Krater herausgeworfen. Der größte Teil des Meteoroiden verdampft und explodiert bei sehr hohen Temperaturen. Um den Einschlagkrater bildet sich ein Rand aus ausgeworfenem Material. Die Blöcke können so groß sein wie Einfamilienhäuser.

In der Deformationsphase störzen die ausgeworfenen Materialien teilweise zurück, die Kraterwälle brechen ein, rutschen nach innen. Der Druck auf den Untergrund entlastet sich, der Untergrund schwingt zurück. Bei Kratern über 10 km Durchmesser entsteht oft eine zentrale Aufwölbung, ein Zentralhügel (gut bei den Mondkratern zu erkennen).

Mond und Erde liegen aus astronomischer Sicht gesehen, nahe beieinander. Sie wurden in früheren Zeiten gleichermassen von Meteoriten getroffen. Allerdings haben sich beim Mond durch die fehlende Atmosphäre und Verwitterung die Krater gut erhalten.

Man nennt die Krater, bei denen man Einschläge von Meteoriten vermutet, Impaktkrater oder Astrobleme. Weltweit soll es 70 Impaktkrater geben, 20 davon gelten als gesichert. Solche Strukturen erkennt man auf Luftaufnahmen, viele von ihnen wurden durch Space Shuttle Aufnahmen entdeckt, darunter der Rote Kammkrater in Namibia. Leider verhindert seine Lage im Diamantensperrgebiet eine genaue Analyse.

Der Meteor-Crater in ArizonaDer beruehmteste Krater der Welt ist vermutlich der "Meteor Crater" in Flagstaff, Arizona ( auch Barringer Crater genannt nach dem Ingenieur Barringer, welcher dort bohrte, um die Hauptmasse des gefallenen Meteoriten zu finden). Die dort in geringer Anzahl gefundenen Bruchstuecke des Eisenmeteoriten werden als "Canyon Diabolo" gehandelt.Vor etwa 20.000 bis 22.000 Jahren stürzte ein Eisenmeteorit von etwa 30 Tonnen Gewicht auf die Erde. Der Geologe Shoemaker schätzt die Explosionsstärke des Meteoren auf 1,7 Megatonnen TNT und 15 km/s. 20.000 Jahre ist für einen irdischen Krater ein junges Alter, das erklärt die noch kaum verwischte und gut erkennbare Form des Kraters.

Das Noerdlinger RiesDas Nördlinger Ries verdankt seine Form einem Meteoriteneinschlag vor ca. 15 Millionen Jahren. Zwischen den Städten Nürnberg, Stuttgart und München gelegen, versteckt sich die Form des ursprünglich 11 km breiten und 700-800 m tiefen Impaktkraters. Man glaubt, daß ein Steinmeteorit mit einem Durchmesser von ca. einem Kilometer Durchmesser und einer Geschwindigkeit von 70.000 km/h auf die Erdoberfläche zuraste. Die Stoßwelle mit einem Druck von 6,6 Millionen Atmosphären bewirkte ein Zusammenpressen des Meteoriten und des betroffenen Untergrundes auf die Hälfte ihres Volumens. Es entstanden Temperaturen von 30.000 Grad Celsius. Meteorit und Erdreich verdampfte mit einer Wucht, welcher der Zerstörungskraft von 250.000 Hiroshima-Bomben gleichkam. Von dem Meteoriten ist nichts übrig geblieben. Allerdings kann man den Einschlag anhand bekannter Spuren nachweisen: Es fanden sich Seeablagerungen im Krater, Einschlagspuren in Sedimentgesteinen und ein neues Mineral, welche sich nur bei hohen Drucken bildet, das Suevit. Shoemaker und Chao untersuchten das Nördlinger Ries und fanden Spuren, welche nur durch einen Meteoriteneinschlag entstanden sein könnten. Das Suevit entspricht dem Mineral Coesit; es entsteht nur bei Drucken und Temperaturen, wie man sie bei Meteoritenimpakten vorfindet.

Der vermutete Meteoritenfall in der Tunguska

Am 30. Juni 1908 ereignete sich in einem der unzugänglichsten Gebieten der sibirischen Taiga, der Tunguska, eine Katastrophe riesigen Ausmaßes. Noch in 600 km Entfernung beobachteten die Reisenden der Transsibirischen Eisenbahn einen grellen, blendenden Feuerball. Im Umkreis von 65 km (Handelsposten Vanovara) wurden Menschen zu Boden geschleudert, Fenster gingen zu Bruch, einfache Holzhütten wurden umgeblasen. Monatelang hielt sich der Staub in der Atmosphäre, verdunkelte tagsüber die Sonne und machte die Nacht taghell (Lichtstreuung an den Partikeln in der Atmosphäre = Pinatubo).

Erst 19 Jahre danach gelangte eine erste Expedition in das verheerte Gebiet. Bereits 40 km vor dem Zentrum der Explosion fanden die Forscher Millionen von umgeworfenen und entlaubten Baumstämmen, alle radial vom Zentrum der Explosion wegzeigend. Je näher man dem Zentrum kam, desto mehr mehrten sich die Brandzeichen. Die Bäume standen teilweise noch, jedoch entlaubt und entastet, verbrannt und ihrer Kronen beraubt. Im Zentrum selbst war alles verbrannt, aber es war kein Krater und kein meteoritisches Material zu finden.

Mittels Computersimulationen glaubt man heute die Katastrophe rekonstruieren zu können: Ein kohliger Meteorit von 50-100 m Größe explodierte vermutlich 6-10 km über der Erdoberfläche. Die Druckwelle, welche er dabei erzeugte, hatte die Kraft von mehreren tausend Hiroshima-Bomben.

Tinguska, 1928