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Es ist nicht leicht, sich die Vorgänge der Kollision eines großen Himmelskörpers mit der Erde vorzustellen. Dies liegt daran, dass die dabei freigesetzten Energien so unvorstellbar groß sind. Im Vergleich dazu ist selbst eine Atombombenexplosion klein!

 

Zahlen?
Im Zusammenhang mit Meteoritenkratern werden häufig konkrete Angaben darüber gemacht, wie groß die freigesetzte Energie war, wie schnell der Himmelskörper war und wie groß. Da stellt sich die Frage, woher kennt man eigentlich diese Zahlenwerte?


 

Formel
Kinetische Energie (Bewegungsenergie) - E -, Masse - m - und Geschwindigkeit - v - sind so miteinander verknüpft:

E=1/2 x m x v2

Wenn man sich nun die wahrscheinliche Größe der freigesetzten Energie und die Geschwindigkeit des Himmelskörpers überlegt, kann man auch seine Masse ausrechnen.


 

Energie
Von einem Krater kennt man seine Größe, kann damit die Masse an herausgesprengtem Erdgestein berechnen und dann den dafür erforderlichen Energieaufwand ermitteln. Hierbei müssen viele Annahmen gemacht werden (wieviel Gestein wird verdampft, oder 'nur' pulverisiert, oder verformt ... wie weit und wie schnell wird Erdgestein weggesprengt...). Am Ende der Überlegungen hat man einen relativ plausiblen Wert für die Ernergie 'E'.


 

Geschwindigkeit
Unsicher ist auch die Einschlagsgeschwindigkeit. Sie kann, abhängig davon, ob der Himmelskörper mit oder gegen die Erdbewegung (um die Sonne) erfolgt, zwischen 11 und 71 km/Sekunde liegen. Dazwischen liegt der Faktor 6,5. In der Formel, in die anschließend die Zahlenwerte von Energie und Geschwindigkeit eingesetzt werden, um die Masse des Himmelskörpers zu bestimmen, wird die Geschwindigkeit quadriert. Ob man 11, oder 72 einsetzt, macht also im Wert der Masse den Faktor 42 aus!


 

Dichte
Nun kann man die Masse bestimmen, doch eine weitere Annahmen muss für die geometrische Größe des Körpers gemacht werden. Sie hängt natürlich davon ab, wie schwer der Einschlagskörper ist, also von seiner Dichte. Zwischen etwa 1 (Eis=Komet) und 3,6 (Stein=Asteroid) kann sie liegen. Ein Nickeleisenmeteorit kommt nicht in Frage, weil man von diesem Reste gefunden hätte.


 

Ergebnis
Der Zusammenhang von Kratergröße mit Energieumsatz, Geschwindigkeit, Masse und Größe des Himmelskörpers ist damit von vielen Unbestimmtheiten geprägt. Trotzdem haben die Wissenschaftler heute viel Erkenntnisse und daher plausible Gründe, ganz bestimmte Zahlenwerte zu verwenden, so dass man von recht realistischen Ergebnissen ausgehen kann. Wenn wir uns für unseren Himmelskörper einmal auf 20km/Sekunde 'festlegen', dann kommen wir endlich zu folgenden wahrscheinlichen Zahlen:

Geschwindigkeit 20km/Sekunde (in irdischen Einheiten: 72 000 km/h !!!)
Durchmesser Asteroid (bei Kugelform) ca. 140m
Masse ca. 5 Millionen Tonnen, ungefähr das Gewicht der Cheops-Pyramide!
Energie ca. im Bereich 3,3 x 1017 bis 1018 Joule


 

10 000
Atombomben
Das sind alles recht unvorstellbare Daten. Schon die Geschwindigkeit: Kein Fahrzeug, nicht einmal irgendein Geschoss auf der Erde, ist so schnell. Nur Raketen im Weltraum erreichen solche Geschwindigkeiten.
Dann die Energie, 1018 Joule = 1 000 000 000 000 000 000 Joule, damit kann man gar nichts anfangen. Bleibt der unschöne Vergleich mit Atombombenexplosionen: Die Energie, die erforderlich war, das Steinheimer Becken herauszusprengen, war vergleichbar der Explosion von etwa 4000 - 12000 Atombomben des Hiroschima-Typs auf einmal !
Nach diesen furchterregenden Zahlenwerten verfolgen wir einmal in Zeitlupe in der folgenden kurzen Geschichte, was alles mit dem Himmelskörper passierte, vom Eintritt in die Erdatmosphäre an, bis zum Einschlag.
Bei Meteoriten-Herkunft habe ich eine denkbare Vorgeschichte des Himmelskörpers, der das Steinheimer Becken erzeugte, geschildert. Ich habe einen Asteroiden angenommen, wie allgemein üblich, ein Komet wäre auch möglich, doch weniger wahrscheinlich.

Ich verwende wieder den von mir erfundenen Namen 'pétros' (griech. Fels).


 

Erster
Kontakt

'pétros' dringt also mit 60-facher Schallgeschwindigkeit (!) in die äußersten Luftschichten der Erde ein. Bereits in einer Höhe von etwa 140km erhitzt sich seine Oberfläche durch die Reibung mit der dünnen Luft, Partikel platzen von seiner Oberfläche ab und verglühen als erste sichtbare Vorboten. 'pétros' Größe verhindert, dass er in der Atmosphäre merklich abgebremst wird. Seine Oberfläche ist inzwischen so heiß, dass sie teilweise glüht, schmilzt und verdampft.

 

Lichtschweif
Die vorbeiströmende Luft wird explosionsartig auf 30 000 Grad erhitzt, ionisiert (=Elektronen werden von ihren Atomen getrennt, die Luft wird elektrisch leitend, sie wird zum Plasma). Atome und Moleküle werden zum Leuchten angeregt. 'pétros' erstrahlt nun in einem unerträglich hellen, weißen Licht. Ein langer Lichtschweif markiert den zurückgelegten Weg. Kleine verglühende Materialbrocken treten aus dem Schweif aus, weil ihr Flug durch die Luftreibung verlangsamt wird. Ein malerisches Spektakel.
Die ionisierten Gase (Sauerstoff und Stickstoff) verbinden sich zu Stickoxiden. Der Lichtschweif zieht dadurch eine Fahne, übelriechender Gase hinter sich her, die sich mit Wassertropfen in der Luft zu ätzendem Regen verbinden.
Unsägliches Kreischen und Donnern begleitet
'pétros', doch so infernalisch die Geräusche auch sind, kein Tier auf der Erde (Menschen existieren noch nicht) kann dies hören, denn das in großer Höhe erzeugte Getöse erreicht die Erde erst 5 Minuten später. 'pétros' wird dagegen schon in 5 Sekunden die Erdoberfläche erreichen!

 

Einschlag
Dies ist der Augenblick, wo sich 'pétros' kinetische Energie in einer einzigen riesigen weißleuchtenden Explosion freisetzt. Druck von einigen Millionen Atmosphären durchdringt als Schockwelle Asteroid und Erdgestein. 'pétros' hat von seiner Ausgangsmasse von 5 Millionen Tonnen beim Durchlaufen der Erdatmosphäre nur wenig verloren und nun wird diese Masse komprimiert, dann verflüssigt und komplett verdampft (!). Die Druckwelle dringt immer tiefer ins Erdgestein. Zerstäubt, zertrümmert, verwirft das Gestein. Es verändert sich dabei und es entstehen typische Spuren (Strahlenkegel und planare Elemente bei Quarz). Die Druckwelle schwächt sich dann nach unten und zur Seite, hat aber noch genügend Kraft, die Erde der Umgebung zu erschüttern und zum Beben zu bringen. Der Rest der Druckwelle wird endlich, ohne weitere Zerstörungen den gesamten Erdball durchsetzen!

 

Krater
entsteht
Gleichzeitig kommt an der Oberfläche die rückwärts gerichtete Entlastungsdruckwelle zur Wirkung. In einer gigantische Sprengung wird der Krater geformt. Riesige Materialmengen an Felsen, Brocken und Staub, teilweise glühend, werden nach oben und zur Seite gesprengt. Das ganze eingehüllt von einer kegelförmigen Hülle besonders heftig beschleunigten Materials.
Die Oberfläche der Umgebung wird von einer tödlicher Hitzestrahlung (elektromagnetische Strahlung, wie Sonnenlicht, aber tödlich intensiver) überflutet und eine nicht minder zerstörerische Hitze- und Druckwelle (Luft) rast über die Landschaft. Flora und Fauna werden dabei verbrannt und fortgeschleudert.
'pétros'   existiert bereits seit einigen Sekunden nicht mehr, da federt der Untergrund zurück und wird in der Mitte des ausgesprengten Beckens zu einem Zentralhügel emporgepresst. Das entlastete Gestein darunter findet seine neue Ruhelage und verhindert so, dass der Zentralhügel wieder nach unten absinken kann.

 

Gesteine
regnen
Immer noch ist nicht Ruhe eingekehrt. Der eine oder andere Brocken Erdgestein kann die Erdanziehung überwinden und als neuer Meteoroid das Sonnensystem durcheilen. Das andere in die Höhe gesprengte Gestein prasselt auf die Oberfläche zurück, überdeckt nahe und weite Umgebung. Von Blitzen und Donnern begleitet öffnen sich die Schleusen des Himmels und ein ätzender Regen mischt sich mit den Staubmassen zu einem Schlammregen. Darüber breitet sich eine Staubwolke aus, die sich zusehends aufbläht und dann von Höhenwinden davongetragen und in einem weiten Bereich um den Breitengrad des Einschlages herum den ganzen Erdball überziehen wird.

 

Verdunkelung
Die Staubmassen verdunkeln den Himmel, viele Tage wird es dauern, bis Regen und Winde die Atmosphäre gereinigt haben. Wochenlang zeugen flammend rote Sonnenuntergänge von den Staubmassen, die noch in der oberen Atmosphäre weilen. Das Klimageschehen wird für lange Zeit durcheinander gewirbelt...
Dadurch, dass der Einschlagsort nicht im Meer liegt, bleibt der Erde eine Flutwelle (Tsunami) erspart, die den gesamten Küstenbereich des Ozeans verheeren würde.

Hiermit endet die Geschichte der Entstehung des Steinheimer Beckens. Welches Szenario an Kräften und Zerstörungen! Dabei war 'pétros'   nur ein kleiner Asteroid unter den großen!


 


Fachliche Beschreibung

Der das Steinheimer Becken aus geologischer Sicht wohl am besten kennende Wissenschaftler, Prof. Winfried Reiff, beschreibt in einer seiner vielen Veröffentlichungen den Einschlag aus wissenschaftlicher, daher nüchterner Sicht:
(Keuperton in der ‚Primären Beckenbrekzie' des Steinheimer Beckens - ein Neufund. Jh. geol. Landesamt Baden-Württemberg, 30, S. 349-355, Freiburg, 1988)

Zitatanfang
Grafik: Einschlag
Der kosmische Körper (wahrscheinlich ein Steinmeteorit) trifft die Erdoberfläche und dringt mehrere hundert Meter tief bis in die Schichten des Braunen Jura ein. Dabei laufen Stoßwellen in das Gestein und drücken es sehr stark zusammen. Nahe der Erdoberfläche wird das Gestein zertrümmert und ausgeworfen, Gesteinsschollen werden seitlich weggeschoben, der Krater wird ausgesprengt. Es entsteht ein Ringwall.


Grafik: Auswurf
Der kosmische Körper und ein Teil des getroffenen Gesteins verdampfen explosionsartig. Im Sog der abströmenden Gase und bei beginnender Rückfederung wird aus der Einschlagsröhre und ihrem Umfeld im Zentrum des Kraters die Primäre Beckenbrekzie ausgeworfen.


Grafik: Aufwölbung
Durch die Rückfederung bewegen sich Gesteinsschollen zur Mitte und werden emporgepresst, vereinzelt auch in die Tiefe gedrückt. Der Zentralhügel entsteht. Die zuvor hochgeschleuderten Gesteinstrümmer und -schollen fallen in den Krater zurück und bilden die Primäre Beckenbrekzie (Rückfallbrekzie, fall back).
Zitatende

 

Neues
Leben?

Doch trotz der Katastrophe erholte sich die Natur nicht nur, die große Wunde im Gestein, das Steinheimer Becken, wurde sogar Zentrum eines ganz besonderen, neu entstehenden Lebensraumes. Die dabei ablaufenden Vorgänge werden in Nach dem Einschlag geschildert.
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