Die frühe Erde wurde regelrecht von Asteroiden bombardiert

Was macht man, wenn auf der Erde keine direkten Spuren von Impaktkratern mehr zu finden sind, man aber trotzdem wissen will, wie viel Himmelskörper früher hier eingeschlagen sind? Man muss aus Analysen von Mondproben oder Kraterzählungen am Mond darauf rückschließen, denn dort wurden die Impakte besser konserviert, weil es weder aktive Vulkane, noch Luft oder Wasser gibt.

Genau das hat ein internationales Wissenschafterteam, dem auch Forscher der Universität Wien angehörten, getan und ist zum Schluss gekommen, dass die Zahl der Asteroiden, die vor 3,5 bis 2,5 Milliarden Jahren auf der frühen Erde einschlugen, zehn Mal höher ist, als bisher angenommen. Außerdem verzögerte diese höhere Zahl an Impakten die Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre, berichten sie im Fachjournal Nature Geoscience.

Gestein verdampft

Häufige heftige Einschläge von teils großen Asteroiden und Kometen prägten die geologische und atmosphärische Entwicklung der frühen Erde. Über Stärke und Dauer dieses Bombardements gibt es schon lange Diskussionen in der Wissenschaft.

Seit einiger Zeit liefern auch spezielle Überbleibsel von Asteroideneinschlägen neue Daten: "Beim Aufprall großer Asteroiden oder Kometen auf die frühe Erde wurde Gesteinsmaterial der Erdkruste geschmolzen und verdampft", erklärte der Geochemiker Christian Köberl, Professor für Impaktforschung und Planetare Geologie an der Universität Wien. Dieser Gesteinsdampf kondensierte dann und verfestigte sich, wodurch runde, glasartige Teilchen in Millimetergröße, sogenannte Impaktkügelchen, weltweit auf die Erde zurückfielen.

Diese Kügelchen lagerten sich ab und bildeten mehrere dünne "Spherulen-Lagen" in der Erdkruste, deren Alter zwischen 2,4 und 3,5 Milliarden Jahre bestimmt wurde. In den vergangenen Jahren seien in Bohrkernen und Aufschlüssen vor allem in Südafrika, aber auch in Australien, zahlreiche bisher noch nicht bekannte derartige Schichten identifiziert worden.

In der aktuellen Arbeit hat er gemeinsam mit seinem Kollegen Toni Schulz von der Uni Wien viele dieser Impaktablagerungen untersucht und deren Gesamtzahl abgeschätzt.

Der Hauptautor der Studie, Simone Marchi vom Southwest Research Institute in Boulder (US-Bundesstaat Colorado), geht davon aus, dass im späten Archaikum, also vor rund 3,5 bis 2,5 Mrd. Jahren die Zahl der Einschläge zehn Mal höher war als bisher angenommen wurde.

Luft für die Erde

Dieses verstärkte Bombardement dürfte massiven Einfluss auf den Sauerstoffgehalt der Erdatmosphäre gehabt haben. Denn: Schlagen Objekten mit mehr als zehn Kilometer Durchmesser ein, werden Gase freigesetzt. Das führte zu chemischen Reaktionen, die den wenigen, aus geologischen und biologischen Prozessen stammenden Sauerstoff in der Atmosphäre gleich wieder verbrauchten. So geschehen vor 3,5 bis 2,5 Milliarden Jahren.

Es sollte also noch lange dauern, bis sich langsam mehr Sauerstoff in der Atmosphäre sammelte und die Entwicklung zum heutigen sauerstoffreichen Planeten ihren Anfang nahm.