Chinesische Wissenschaftler haben den weltweit ersten alpinen Meteoritenkrater entdeckt! Warum finden sich in Kratern nie Spuren von Meteoriten?

Der Nachrichtenagentur Xinhua und anderen Medienberichten zufolge ist dem Forscher Chen Ming vom Beijing High Pressure Science Research Center und seinem Team ein wichtiger Durchbruch bei der Untersuchung von Planeteneinschlagstrukturen gelungen und sie haben in der Stadt Tonghua in der Provinz Jilin einen eigenartigen Meteoritenkrater entdeckt, den Baijifeng-Meteoritenkrater. Am 5. September 2023 wurden die Ergebnisse in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Matter and Radiation under Extreme Conditions“ veröffentlicht.

▲Das Bild zeigt den Baijifeng-Krater, aufgenommen von einer Drohne

(Foto vom Forschungsteam bereitgestellt)

Meteoriteneinschlagkrater, wörtlich übersetzt „Meteoriteneinschlagkrater“. Derzeit herrscht international die Meinung, dass „Meteoriten“ entfernt werden sollten, da die Bildung von „Meteoritenkratern“ nicht unbedingt durch den Einschlag von Meteoriten oder Asteroiden verursacht wird, sondern auch durch Kometen, also Staub und Eis, verursacht werden kann. Im Allgemeinen handelt es sich bei Meteoritenkratern auf der Erde um ringförmige Gruben oder ringförmige geologische Strukturen, die durch kleine außerirdische Körper gebildet werden, die auf die Erdoberfläche auftreffen.

Obwohl es auf der Welt viele berühmte Meteoritenkrater gibt, wie etwa den Barringer-Krater in Arizona, USA, und den Wolfe-Creek-Krater in Australien, von denen einige zu weltbekannten Touristenattraktionen geworden sind, hat noch nie ein Forscher einen Meteoritenkrater in den Bergen entdeckt. Die Entdeckung des Baijifeng-Kraters war eine Sensation, da es sich dabei um die Einschlagstruktur mit dem größten bekannten vertikalen Höhenunterschied auf der Erdoberfläche handelt und es sich zudem um den ersten Krater auf einem hohen Berg handelt. Dies bietet ein neues Forschungsobjekt zur Erforschung des Entstehungsmechanismus von Einschlagkratern und der Auswirkungen einer besonderen Topographie.

Berichten zufolge befindet sich der neu entdeckte Meteoritenkrater auf dem Gipfel eines hohen Berges im Baijifeng-Nationalpark in der Stadt Tonghua. Sein Durchmesser beträgt 1.400 Meter. Der Höhenunterschied vom höchsten Punkt am Kraterrand bis zum tiefsten Punkt im Kraterzentrum beträgt mehr als 400 Meter. Es hat die Form eines Kars, wie ein riesiger Trichter, der am Berg hängt, großartig und spektakulär. Der Baiji Peak National Forest Park ist für die große Zahl an „Himmelssteinen“ bekannt, die den Gipfel des Baiji Peak bedecken. Große Felsbrocken türmen sich auf dem Berggipfel und an den Hängen auf und bilden Steinwasserfälle. Der Ursprung dieser „Himmelssteine“ blieb jedoch in der Vergangenheit stets ein ungelöstes Rätsel.

▲Das Bild zeigt die Impaktgesteinsfragmente und die Hinweise auf die Impaktmetamorphose

(Foto vom Forschungsteam bereitgestellt)

Wenn ein Asteroid auf die flache Oberfläche der Erde trifft, entsteht ein schüsselförmiger Krater. Wenn ein Asteroid jedoch auf ein spezielles Gelände auf der Erdoberfläche fällt, ändern sich das Ausbreitungsmuster und der Mechanismus der Stoßwelle am Explosionspunkt mit dem Gelände (z. B. der Richtung der Berge). Die Studie ergab, dass vor etwa Zehntausenden von Jahren ein Asteroid mit einem Durchmesser von mehreren zehn Metern mit kosmischer Geschwindigkeit auf den Gipfel des Baiji-Berges einschlug und im Zielgebiet eine gewaltige Explosion und Gesteinsauswurf verursachte, wodurch ein riesiger karsförmiger Einschlagkrater entstand und zwei neue Gipfel, „Vorderer Baiji“ und „Hinterer Baiji“, geformt wurden, wodurch die ursprüngliche Form des Berges verändert wurde.

Chen Ming erklärte: „Der Baijifeng-Berg besteht hauptsächlich aus Grundgesteinen wie Sedimentgesteinen aus dem Proterozoikum und Granit aus der Jurazeit. Die Steinwasserfälle, die heute auf dem Gipfel und den Hängen des Berges verteilt sind, sind Ansammlungen von Sandstein, Granit und anderen Gesteinsfragmenten, die beim Asteroideneinschlag aus dem Krater an den Rand geschleudert wurden. Diese Entdeckung hat das Rätsel um die Herkunft des „Baijifeng-Himmelssteins“ gelöst. Auf der Erde kommt es selten vor, dass sich ein großer Meteoritenkrater vollständig auf einem hohen Berggipfel befindet. Diese neue Entdeckung bereichert unser Verständnis der Geschichte planetarer Kollisionen und bietet eine neue Perspektive für die Erforschung des Einschlagskratermechanismus spezieller Landformen und der metamorphen Wirkung von Materialien.

Darüber hinaus beantwortete der Forscher Chen Ming bei einem früheren Interview mit dem Team von Wanxiang Yue Xiaoxiang Kuaipao auch Fragen wie „Befinden sich in den Kratern definitiv Meteoriten?“, „Warum gibt es auf dem Mond so viele Krater, aber so wenige auf der Erde?“ und „Welche wirtschaftliche Bedeutung hat die Untersuchung von Meteoritenkratern?“ Im Folgenden finden Sie das Originalinterview.

Gibt es in Kratern definitiv Meteoriten?

Für Meteoritenkrater sind international zwei englische Begriffe gebräuchlich. Eine wörtliche Übersetzung lautet „Meteoriteneinschlagkrater“, mittlerweile gibt es jedoch ein Konzept, bei dem das Wort „Meteorit“ weggelassen wird, da die Entstehung eines „Meteoritenkraters“ nicht unbedingt durch den Einschlag eines Meteoriten oder Asteroiden verursacht wird, sondern auch durch einen Kometen, also Staub und Eis, entstehen kann. Daher wird der Begriff Meteoritenkrater in der internationalen wissenschaftlichen Terminologie heute als Einschlagkrater bezeichnet. Im letzten Jahrhundert sprach man über diesen Meteoritenkrater und nannte ihn Meteoritenkrater. Prinzipiell ist daran nichts auszusetzen, aber Leute, die sich auf diesem Gebiet nicht gut auskennen, werden es falsch verstehen und denken, der Meteoritenkrater müsse voller Meteoriten sein.

Tatsächlich kann man nicht behaupten, dass sich im Krater keine Meteoriten befänden, denn im Allgemeinen wird der Krater durch Meteoriteneinschläge gebildet, aber wir müssen die Energie des Einschlags berücksichtigen. Trifft ein 30 bis 40 Meter großer Asteroid mit kosmischer Geschwindigkeit auf die Erde, kann er einen Krater von etwa 1,2 Kilometern Durchmesser bilden. Allerdings wird bei diesem Aufprall augenblicklich eine Energie freigesetzt, die der Explosion von 500 bis 600 Atombomben entspricht. Stellen Sie sich vor: Wenn irgendwo eine Atombombe explodieren würde, könnten wir die Splitter finden? Können wir sagen, dass das Material für Granatsplitter nicht existiert? Es ist definitiv da, aber wir können keine Granatsplitter finden. Da die Temperatur des Aufprallkerns mehrere zehntausend Grad übersteigt und auch der Druck sehr hoch ist, verdampft er im Moment der Explosion.

Daher sind nicht alle Vertiefungen, die durch auf die Oberfläche fallende Meteoriten entstehen, Meteoritenkrater. Es gibt ein sehr wichtiges wissenschaftliches Konzept über Meteoritenkrater: Sie müssen explodieren. Nur durch Einschlag und Explosion entstandene Vertiefungen sind Meteoritenkrater im strengen wissenschaftlichen Sinne.

Warum gibt es auf dem Mond so viele Krater, auf der Erde aber so wenige?

Auf der Mondoberfläche gibt es so viele überlappende Krater. Theoretisch sind die Anzahl der Krater auf der Erde und die Dichte pro Flächeneinheit dieselben wie auf dem Mond, da wir zum selben Erde-Mond-System gehören. Die Häufigkeit starker Einschläge, die das Erde-Mond-System im Laufe der Geschichte erfahren hat, dürfte ähnlich sein. Allerdings gibt es auf dem Mond mittlerweile 300.000 Meteoriten, die größer als 1 Kilometer sind, auf unserer Erde sind es bislang jedoch nur 200. Wohin sind die Meteoriten auf unserer Erde geflogen?

Tatsächlich liegt dies daran, dass seit der Entstehung der Erde starke geologische Aktivitäten Plattentektonikbewegungen, Gebirgsbildungsbewegungen, Vulkanausbrüche, Gletscherbewegungen usw. auf der Erdoberfläche verursacht haben. Hinzu kommen die üblichen Verwitterungs- und Erosionserscheinungen sowie die Sedimentation und Verschüttung von Senken. Diese können dazu führen, dass die auf der Erdoberfläche entstandenen Meteoritenkrater beschädigt, erodiert oder sogar verschüttet werden. Aus diesem Grund ist die Zahl der auf der Erdoberfläche erhaltenen Meteoritenkrater relativ gering.

Welche Bedeutung hat die Untersuchung von Meteoritenkratern?

Bei der Erforschung des Mondes, des Mars und anderer Planeten in der Zukunft müssen wir stets ein umfassendes Verständnis der geologischen Phänomene auf der Oberfläche dieser Planeten haben. Wir wissen, dass der Transport von Astronauten ins All derzeit mit zahlreichen technischen Problemen verbunden ist und nur wenige Menschen diesen Weg gehen können. Daher ist unser Wissen über das Gelände, die Landformen und die geologische Struktur außerirdischer Planeten noch immer sehr begrenzt. Natürlich können wir dies heute mithilfe der Fernerkundungstechnologie erreichen, aber wenn wir die geologischen Phänomene einer Region, die Evolutionsgeschichte des Planeten usw. verstehen wollen, benötigen wir nach wie vor physische Objekte, die wir untersuchen können. Deshalb müssen wir jetzt Menschen zum Mond schicken und die Astronauten müssen Proben mitbringen. Allerdings sind die Proben, die Chang'e derzeit zurückgeben will, sehr klein, nur einige Dutzend Milligramm, einige Hundert Milligramm oder sogar Tausende Milligramm.

Tatsächlich wissen wir, dass die Ursachen der Krater auf dem Mond dieselben sind wie die auf der Erde, und auch die Ursachen der Krater auf dem Mars sind dieselben, denn sie gehören alle zu einer großen Familie. Wenn wir auf der Erde einen Meteoritenkrater finden und seine Einschlagseffekte untersuchen können, dann werden unsere Proben nicht im Milligrammbereich liegen, sondern im Tonnen-, Zehntausend- oder sogar Hunderttausende-Tonnen-Bereich. Wir können Meteoritenkrater in größerem Maßstab untersuchen, was unser Verständnis der Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte der Erde und außerirdischer Planeten bereichern wird, was sehr wichtig ist. Die Untersuchung der Meteoritenkrater der Erde kann unsere Erforschung außerirdischer Planeten unterstützen oder fördern, doch tatsächlich geht die Bedeutung der Untersuchung der Meteoritenkrater der Erde weit über diesen Aspekt hinaus.

Wir müssen auch die wirtschaftliche Bedeutung der Untersuchung von Meteoritenkratern berücksichtigen. Beispielsweise handelt es sich beim Impakt um einen geologischen Prozess mit extrem hohen Temperaturen und Drücken, der zur Entstehung bestimmter besonderer Bodenschätze führen kann. Beispielsweise befindet sich das größte Goldvorkommen der Welt in einem Meteoritenkrater. ein großer Teil des weltweiten Öls und Gases wird in Meteoritenkratern gefördert; und das weltweit größte Nickelvorkommen befindet sich in einem Meteoritenkrater; Das größte Diamantenvorkommen befindet sich in einem Meteoritenkrater, ebenso wie in Tonminen usw. Alle diese Informationen müssen durch die Untersuchung von Meteoritenkratern gewonnen werden.

Generell ist die Meteoritenkraterforschung eine interdisziplinäre Wissenschaft, die uns in China nicht fehlen darf.