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Asteroidentruemmer auf schnellem Kollisionskurs

erstellt von redaktion zuletzt verändert: 23.08.2007 14:22

Ueber eine Million mehrere Kilometer grosse Asteroiden kreisen zwischen den Planeten Mars und Jupiter um die Sonne. Dort kommt es zu gewaltigen Kollisionen. Bisher nahm man an, dass die hierbei entstehenden Asteroidentruemmer mehrere Millionen Jahre brauchen, bevor sie mit der Erde kollidieren. Neue Messungen am Edelgaslabor der ETH Zuerich zeigen jedoch, dass sie die Erde bereits viel frueher erreichen. Diese Erkenntnisse haben grosse Bedeutung fuer die Vorhersage zukuenftiger Einschlaege von Meteoriten auf der Erde.

Bei Kollisionen im Weltall werden die beteiligten Asteroiden komplett zerstoert und in unzaehlige Bruchstuecke zersplittert. Computersimulationen sagen voraus, dass die meisten dieser Fragmente in die Sonne stuerzen. Ein Teil aber trifft die Erde nach mehreren Millionen Jahren als Meteoriten. Allerdings kann dies auch schon viel frueher passieren. An bestimmten Stellen im Asteroidenguertel ist die Umlaufszeit eines Objekts um die Sonne ein Vielfaches der Umlaufszeit des Riesenplaneten Jupiter. Diese so genannten Bahnresonanzen fuehren zu Bahnstoerungen. Sie koennen die Bahn des Objekts so weit aendern, dass es die Erdbahn kreuzt und mit der Erde kollidiert. Wann dies passiert, ist allerdings bisher nur theoretisch berechnet worden. Neuartige Messungen eines Forscherteams des Instituts fuer Isotopengeologie der ETH Zuerich konnten nun mehr Klarheit schaffen: Das Team stellt fest, dass es schon nach einigen hunderttausend Jahren zu einer Kollision mit unserem Planeten kommen kann.

Konzentration der Edelgase gibt Auskunft ueber "Reisezeit"

Kollisionsbruchstuecke von Asteroiden sind im Weltraum staendig dem Beschuss von kosmischer Strahlung ausgesetzt. Dabei entstehen durch Kernreaktionen auch Edelgase. Diese Gase gehen keine chemischen Reaktionen ein. Deshalb werden sie waehrend der gesamten Bestrahlungsdauer, also der Aufenthaltszeit der Fragmente im Weltraum, in den Truemmern angesammelt. Nach der Messung der Konzentration dieser so genannten kosmogenen Edelgase laesst sich die Reisezeit vom Mutterkoerper zur Erde berechnen. Je hoeher die Konzentration, desto laenger war der Meteorit unterwegs.

Fossile Meteoriten als Zeugen einer Katastrophe

Fuer die Untersuchungen konnten die Forscher Meteoriten verwenden, von denen man annimmt, dass sie Zeugen einer der groessten Asteroidenkollisionen in der spaeten Geschichte des Sonnensystems sind. Diese Meteoriten sind in einem Steinbruch in Suedschweden in 480 Millionen Jahre alten Meeresablagerungen gefunden worden. Erstaunlich dabei ist, dass die Truemmer noch heute Spuren der vor 500 Millionen Jahren angesammelten Edelgase aufweisen.

"Tom Dooley" erlaubt Messung kleinster Gasmengen

Das Edelgaslabor der ETH Zuerich ist mit einem hochempfindlichen Massenspektrometer, genannt "Tom Dooley", auf die Messung extrem kleiner Gasmengen spezialisiert. Dieses an der ETH entwickelte Instrument komprimiert das Probengas in ein winziges Volumen, um die Konzentration so zu erhoehen, dass selbst seltene Gase wie Helium und Neon in einzelnen Staubkoernern gemessen werden koennen. Die Empfindlichkeit von "Tom Dooley" ist mehr als hundertfach hoeher als bei konventionellen Massenspektrometern. Die Apparatur ist weltweit einzigartig. An diesem Geraet entwickelte der junge Forscher Philipp Reza Heck eine Methode, um kleinste Mengen kosmogener Edelgase zu messen. Hierbei werden die nur einige Mikrogramm leichten Meteoritenproben mit einem Infrarotlaser geschmolzen und die Gase dabei freigesetzt und gereinigt. Anschliessend konnte Heck die Isotope der Elemente Helium und Neon mit "Tom Dooley" messen.

Bestaetigung der kurzen Reisezeit

Mit dieser neuen Methode konnten die Edelgase in den Meteoriten erstmals nachgewiesen werden, obwohl sie bereits waehrend 480 Millionen Jahren auf der Erde sind. Die daraus errechneten Reisezeiten sind mit einigen hunderttausend Jahren aeusserst gering und entsprechen der unteren Grenze, die von Simulationen vorausgesagt wurden. Es handelt sich hierbei um die ersten Truemmer, die nach einer grossen Kollision vor 480 Millionen Jahren auf die Erde gelangten. Die kurzen Bestrahlungsalter sind ein Hinweis dafuer, dass sich die Kollision in der Naehe einer Bahnresonanz im Asteroidenguertel ereignete. Ausserdem laesst sich beweisen, dass die fossilen Meteoriten aus Suedschweden alle von demselben Ereignis stammen. Die neu entwickelte Methode des Instituts fuer Isotopengeologie ermoeglicht es, Theorien ueber das Verhalten von Truemmern im Weltall zu bestaetigen. Dies erleichtert es den Forschenden wesentlich, zukuenftige Kollisionen mit unserem Planeten vorherzusagen.

Weitere Informationen finden Sie im Lexikon Astronomie und unter Planetary Science Research.