Warum gibt es in den Kratern der Erde keine Meteoriten? Könnte es sein, dass es jemand weggenommen hat?

Der Mensch scheint immer sehr kompliziert zu sein. Einerseits glauben sie an die Wissenschaft, andererseits können sie nicht anders, als abergläubisch zu sein. Wenn Sie beispielsweise eine Sternschnuppe am Himmel sehen, werden Sie sich im Stillen etwas wünschen, obwohl Sie wissen, dass es sich um einen „Meteoriten“ handelt und dieser keine magischen Kräfte besitzt, und hoffen, dass dieser Wunsch in Erfüllung geht.

Der Legende nach geht ein Wunsch in Erfüllung, wenn man ihn einer Sternschnuppe zuwendet.

Aufgrund von Umwelt- und Zeiteinschränkungen haben viele Menschen jedoch nie die Möglichkeit, in ihrem Leben einen Meteor zu sehen. Warum also nicht einen Blick auf die Krater werfen, die die herabfallenden Meteore hinterlassen?

Meteoritenkrater sind das endgültige Ziel von Meteoriten und logischerweise sollten ihre „Überreste“ in den Kratern erhalten bleiben. Allerdings scheinen sich die Meteoritenfragmente alle außerhalb der Krater zu befinden. Warum befinden sich also keine Meteoriten im Krater? Wer hat diese Meteoriten mitgenommen?

Barringer-Krater in der amerikanischen Wüste

Mechanismus der Kraterbildung

Tatsächlich kann sich die Erde hinsichtlich der Anzahl ihrer Meteoritenkrater nicht mit anderen Himmelskörpern messen. Daher kamen Wissenschaftler bei der Untersuchung der Meteoritenkrater auf anderen Himmelskörpern im Sonnensystem zu dem Schluss, dass man sie in drei Typen unterteilen kann: einfache Krater, komplexe Krater und mehrringige Becken.

Das Aussehen der einfachen Grube entspricht dem allgemeinen Verständnis von Meteoritenkratern. Es hat die Form einer Schüssel mit relativ kleinem Durchmesser. Eine komplexe Grube weist neben einem großen Durchmesser auch einen erhabenen Teil in der Mitte auf.

Auch als Riesenkrater bezeichnet man Mehrringbecken, deren Durchmesser oft über 100 Kilometer betragen. Sie sind in der Mitte flach und von Kratern umgeben.

Drei Arten von Kratern auf dem Mond

Der Grund dafür, dass verschiedene Kratertypen diese Unterschiede aufweisen, liegt hauptsächlich darin, dass die Größe der Meteoriten erheblich voneinander abweicht. Ungeachtet der Größenunterschiede ist der Entstehungsmechanismus der Krater jedoch ähnlich. Konkret lässt es sich in drei Phasen unterteilen, nämlich Kompression und Extrusion, Grubenaushub und Anpassung nach der Grubenbildung.

Lassen Sie uns zunächst über die erste Phase, Kompression und Extrusion, sprechen. Obwohl der Meteorit nach dem Eintritt in die Atmosphäre aufgrund der Reibung kleiner und langsamer wird, bildet er dennoch eine vorübergehende Kompressionswelle mit hohem Druck, wenn er mit solch einer ultrahohen Geschwindigkeit auf den Boden trifft. Dies wird oft als Stoßwelle bezeichnet.

Schematische Darstellung der Kompressionsphase des Kraters

Wenn die Geschwindigkeit eines Meteoriten, der auf den Boden auftrifft, 10 km/s beträgt, kann der Druck der Stoßwelle mehrere hundert GPa erreichen. In diesem Fall können Granitfelsen verdampfen und schließlich in Gas umgewandelt werden.

Wenn die Stoßwelle zuerst den Boden trifft, wird die dahinterliegende Verdünnungswelle das System dekomprimieren, wodurch Meteoritenfragmente und andere Materialien an der Schnittstelle zwischen beiden mit hoher Geschwindigkeit herausgeschleudert werden und schließlich eine Grube bilden.

Die endgültige Anpassung nach der Entstehung des Kraters bezieht sich auf die Ansammlung von Materialtrümmern und Meteoritenfragmenten entlang der Kraterkante, die schließlich eine Sedimentschicht bilden. Die Abfolge der gesamten Sedimentschicht ist der unteren Schicht des Meteoriteneinschlagsgebiets entgegengesetzt. Der Krater wird sich weiterhin leicht verändern, da er von der Schwerkraft und der Gesteinsmechanik beeinflusst wird.

Schematische Darstellung der letzten beiden Stadien des Kraters

Dem Entstehungsmechanismus von Meteoritenkratern zufolge durchlaufen Meteoriten nach dem Aufprall auf den Boden eine Reihe von „Auflösungsprozessen“ bzw. eine Verdampfung. Während dieses Prozesses werden kleinere Meteoriten vollständig zersetzt, größere Meteoriten in Stücke zerbrochen und eine große Menge Meteoritenfragmente werden außerhalb des Kraters verstreut.

Daher wurden die Meteoriten im Krater von niemandem aufgesammelt, sondern verwandelten sich beim Aufprall in Schlacke, und einige von ihnen können nicht einmal gefunden werden.

"Saubere" Krater auf dem Mars

An diesem Punkt fragt sich vielleicht jeder: Sind Meteoriten wirklich so mächtig? Obwohl einige von ihnen einen sehr großen Durchmesser haben, sind sie nicht unbedingt so tödlich. Tatsächlich ist dies vergleichbar mit dem „Werfen von Gegenständen aus großer Höhe“. Wenn Sie ein Ei aus dem 30. Stock fallen lassen, könnte es jemanden verletzen, ganz zu schweigen von einem Meteoriten, der mit höherer Geschwindigkeit auf die Erde trifft?

Daten zeigen, dass die kinetische Energie eines Eisenmeteoriten mit einem Durchmesser von 1 km, der mit einer Geschwindigkeit von 25 km pro Sekunde auf die Erdoberfläche trifft, E=1/2mV2=1,31×10^21 Joule beträgt. Diese kinetische Energie entspricht der Explosionsenergie von 3,12 x 10^11 Tonnen TNT; während die Energie des Erdbebens der Stärke 8,9 in Indonesien im Jahr 2004 nur 184×10^16 Joule betrug.

Konzeptbild eines fallenden Meteoriten

Man kann erkennen, dass Meteoriten manchmal wie Kanonenkugeln aus dem Universum wirken. Nachdem die Kanonenkugel auf dem Boden aufgeschlagen ist, behält die „Kanonenkugel selbst“ definitiv nicht ihre ursprüngliche Form bei und ihre Splitter werden verstreut. Wenn ich es so ausdrücke, versteht es vielleicht jeder besser. Meteoriten sind schließlich keine „Blindgänger“, ihr „Einschlag“ ist dennoch sehr stark.

Was den endgültigen Verbleib der herumliegenden Meteoritenfragmente betrifft: Handelte es sich um Meteoriten, die erst vor kurzem einschlugen, könnten sie von Wissenschaftlern zu Forschungszwecken mitgenommen worden sein. Wenn der Meteoritenkrater vor vielen Jahren entstanden ist, dann wurden diese Meteoriten durch geologische Vorgänge langsam erodiert.

An seinem Rand befindet sich ein Reservoir des Manicourt-Kraters.

Tatsächlich gibt es aufgrund der häufigen geologischen Aktivitäten auf der Erde nicht viele Meteoritenkrater, die erhalten bleiben können. Aus diesem Grund untersuchen Wissenschaftler gezielt andere Himmelskörper im Sonnensystem. Welche Art von „Transformation“ wird der Krater also später durchlaufen?

Spätere "Transformation" des Kraters

Die „Transformation“ von Meteoritenkratern nach ihrer Entstehung umfasst Erdrutsche, Erosion, Auffüllung, vulkanische Aktivität usw. Wenn ein Meteoritenkrater also nicht groß genug ist und eine lange Geschichte hat, ist es grundsätzlich unmöglich, ihn zu erhalten.

Laut Statistiken von Wissenschaftlern sind Meteoritenkrater auf der Erde mit einem Durchmesser von mehr als 20 Kilometern auch nach 600 Millionen Jahren noch sichtbar, während Meteoritenkrater von einem Kilometer Durchmesser nach hundert Jahren nicht mehr zu finden sein werden.

Der Beaverhea-Krater ist 600 Millionen Jahre alt

Nehmen wir als Beispiel die Erosion. Ob es sich um Erosion durch Wind und Sand oder Erosion durch fließendes Wasser handelt, solange es sich an der Oberfläche befindet, wird es durch Erosion zerstört. Befindet sich der Krater an einer Stelle, an der es jahrelang stark regnet, verliert er durch die Erosion des Regens allmählich sein ursprüngliches Aussehen.

Gerade weil die „Transformation“, die ein Meteoritenkrater über einen langen Zeitraum hinweg durchgemacht hat, noch immer sehr deutlich zu erkennen ist, müssen die Leute bei der Bestimmung, ob es sich um einen Meteoritenkrater handelt, oft von drei Aspekten ausgehen, nämlich von der Geländeform, den Mineralgesteinen und der Geochemie.

Triplettkrater auf dem Mars

Wissen Sie, wenn ein Meteorit auf den Boden trifft, kann man sagen, dass er „dem Feind tausendfachen Schaden zufügt und sich selbst achthundertfachen Schaden zufügt“. Es zerspringt nicht nur selbst in Stücke, sondern auch andere unbekannte Felsen, auf die es trifft, werden davon betroffen sein. Die dabei entstehenden hohen Temperaturen und der hohe Druck hinterlassen in diesen Gesteinen besondere Verformungen und metamorphe Eigenschaften.

Daher ermitteln Wissenschaftler häufig, ob ein Gestein die Merkmale eines Meteoritenkraters aufweist, indem sie seine Metamorphose bestimmen. Wer 100 % sicher sein will, muss natürlich trotzdem alle drei Aspekte miteinander kombinieren.

Wissenschaftler nehmen Proben aus dem Krater

Warum also machen wir uns so viel Mühe, Krater zu untersuchen und nach Meteoriten zu suchen? Welche Rolle spielen diese außerirdischen Besucher für die Menschheit?

Warum Meteoriten untersuchen?

Wenn es um die Untersuchung von Meteoriten geht, müssen wir über ein Thema sprechen, von dem viele Menschen noch nie gehört haben: die Astrochemie. Es handelt sich um eine Disziplin, die sich hauptsächlich mit der chemischen Zusammensetzung und den Evolutionsgesetzen der Materie im Weltraum beschäftigt und dabei mehrere Disziplinen wie Geowissenschaften und Astronomie durchdringt. Meteoriten sind wichtig für die Lösung astrochemischer Probleme, oder anders ausgedrückt: Sie sind „physische Beweise“.

Es ist erwähnenswert, dass die Ziele und Funktionen der Forschung an verschiedenen Meteoritenarten unterschiedlich sind. Wissenschaftler werden jeden von ihnen entsprechend seiner Art erforschen.

Chondritscheiben von verschiedenen Himmelskörpern

Beispielsweise soll die Untersuchung von Chondriten dazu beitragen, den Ursprung und die Entwicklung der frühen Sonnennebel aufzuklären. Wissen Sie, die Menschheit war schon immer sehr neugierig auf die Entstehung der Sonne. Obwohl wir unsere Vorhersagen auf der Grundlage einiger Dinge getroffen haben, wäre es großartig, wenn wir weitere Beweise aus den Kondensations- und Akkretionsprodukten des Sonnennebels finden könnten.

Es gibt auch Forschungen zu primitiven Achondriten, die eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie Chondriten haben, aber die Geheimnisse der Planetenentstehung bergen. Diese Art von Meteoriten kommt häufig in der Antarktis und in Wüsten vor. Beispielsweise wurden in der Wüste Gobi in Xinjiang, meinem Land, zwei Achondriten gefunden.

IAB-MG in der Kategorie der primitiven Achondriten

Was Mars- und Mondmeteoriten betrifft, so ist die Zahl der geborgenen Meteoriten noch immer sehr groß, da diese beiden derzeit die primären Erkundungsziele der Menschheit sind. Insbesondere mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie in verschiedenen Ländern hat die Häufigkeit der Erkundungen zugenommen und die Zahl der Meteoriten ist stark angestiegen.

Laut Statistiken der International Meteorite Database stieg die Zahl der Mondmeteoriten von Januar 2011 bis Dezember 2020 von 157 auf 435 und die Zahl der Marsmeteoriten von 105 auf 291.

Ein Mondmeteorit namens NWA 11220

Nehmen wir Marsmeteoriten als Beispiel: Da der Planet als zukünftiger Einwanderungsort gilt, müssen die Menschen ein klares Verständnis vom Mars haben. Insbesondere müssen wir die Magmaaktivität auf dem Mars und das Verschwinden des Wassers verstehen. Natürlich glauben einige Leute auch, dass wir im organischen Kohlenstoff von Meteoriten Spuren außerirdischer biologischer Aktivitäten finden können.

Zusätzlich zu den oben erwähnten Meteoriten gibt es auch Studien zu Edelgasen in Meteoriten, nicht-traditionellen Isotopen von Meteoriten usw. Kurz gesagt, Meteoriten sind für den Menschen zu einer weiteren „magischen Waffe“ geworden, um die Geheimnisse der außerirdischen Welt zu erforschen.

Ein komplettes Gesteinsstück vom Mars

Unter solchen Umständen reisen jedes Jahr zahlreiche Wissenschaftler umher, um in verschiedenen Regionen wertvolle Meteoriten zu sammeln. Große Meteoritenkrater werden dabei häufig geschützt.

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