Kometen besuchen das innere Sonnensystem und verlassen es, ohne sich zu verabschieden. Vielleicht hinterlassen sie eine Staubspur, und wenn die Erde sie durchquert, bekommen wir am Nachthimmel eine hübsche Lichtshow in Form eines Meteoritenschauers. Ebenso sausen häufig Asteroiden vorbei, obwohl sie uns nicht mit einem pyrotechnischen Display zurücklassen.
Manchmal steuern diese felsigen Eindringlinge direkt auf die Erde zu. Und wenn sie dies tun, können die Ergebnisse katastrophal sein, wie zum Beispiel, als vor etwa 66 Millionen Jahren ein Asteroid die Erde traf und die Dinosaurier und 75 % des Lebens auf der Erde auslöschte. Zu anderen Zeiten ist es nicht ganz so katastrophal, aber immer noch verheerend, wie etwa 2350 v. Chr., als Trümmer eines zerfallenden Kometen die Zusammenbruch eines alten Reiches.
Aber unabhängig von der Schwere jedes dieser Einzelereignisse ist die Schlussfolgerung kristallklar: Die Erdgeschichte ist mit dem Kommen und Gehen von Weltraumgesteinen verflochten. Die Beweise sind sozusagen überall um uns herum.
Gesteinsbrocken, die groß genug sind, hinterlassen massive Krater, und obwohl die Erde gut darin ist, diese Krater zu löschen, werden Wissenschaftler immer besser darin, sie zu finden, wie die Entdeckung des Dinosaurier-Endes beweist Chicxulub-Einschlagskrater ab 66 Mio. Und wenn in unserer Zeit kleinere Gesteine auf die Erde fallen, sitzen sie an der Oberfläche, vor allem in Wüsten, in der Antarktis oder in der Arktis.
Forscher werden immer besser darin, Krater zu finden, selbst wenn sie in Grönland unter dem Eis vergraben sind. Der zuvor entdeckte Hiawatha-Krater befindet sich oben links und ein neu entdeckter Krater befindet sich unten rechts. Bildquelle: J.A. MacGregor et. al. 2019.
Aber was ist mit winzigen, uralten Mikrometeoriten? Haben sie nicht auch eine Geschichte zu erzählen? Natürlich tun sie das, aber es ist schwer zu entziffern.
Unser Sonnensystem hat sich im Laufe der Zeit beruhigt. In früheren Epochen gab es mehr Chaos und mehr Felsen, die herumsausten. In der fernen Vergangenheit muss es mehr erdbildende Einschläge gegeben haben, sowohl riesige als auch katastrophale und kleine und additive. Wie haben diese Ereignisse das Leben auf der Erde geprägt?
Diese Frage fasziniert Professor Birger Schmitz von der Universität Lund in Schweden. Professor Schmitz machte seinen Postdoc bei Luis und Walter Alvarez, dem Vater-Sohn-Team, das die iridiumreiche Ascheschicht am K-Pg-Grenze . Diese Schicht war das Ergebnis des dinosauriertötenden Asteroideneinschlags auf der heutigen Halbinsel Yucatan. Die Feststellung dieser Iridiumschicht war ein wichtiger Beweis für die Schwere dieses Aufpralls.
Die weiße Linie markiert die K-Pg-Grenze in freigelegtem Gestein im Trinidad Lake State Park, Colorado. Bildnachweis: Von Modified by User:Geologyguy (eine Linie hinzugefügt, um die Kreide-Paläogen-Grenze anzuzeigen) – Originalbild aufgenommen und hochgeladen von User:Nationalparks, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/ index.php?curid=42672785
Schmitz hat in seiner wissenschaftlichen Laufbahn einen ähnlichen Forschungsansatz verfolgt. In einem kürzlich Artikel In Horizon, dem EU-Magazin für Forschung und Innovation, sagte Schmitz: „Bis zu ihrer Entdeckung wurde die Evolution des Lebens und die Geschichte der Erde fast immer als geschlossenes System betrachtet“, sagte Prof. Schmitz. „Mich faszinierte der Versuch, das, was im Weltraum passiert, mit dem, was auf der Erde passiert, zu verbinden.“
Jetzt sucht er nach Beweisen für antike Einschläge im winzigen Maßstab. Seit etwa 1990 sucht Professor Schmitz nach Mikrometeoriten-Einschlagfossilien, und alles begann in einem Kalksteinbruch in Schweden .
Dieser Steinbruch produziert Bodenfliesen, und wenn Arbeiter dunkle Flecken darin finden, werfen sie sie in den Müllbereich des Steinbruchs. Aber wie sich herausstellt, sind diese Schönheitsfehler Beweise für Mikrometeoriten, die vor etwa 470 Millionen Jahren die Erde trafen. Professor Schmitz ist Mitautor von a Forschungsbericht auf diesen Mikrometeoriten im Jahr 2016.
Als Arbeiter im Steinbruch nun Fliesen finden, die einen Mikrometeorit enthalten, alarmieren sie Prof. Schmitz. Ungefähr vier- bis fünfmal im Jahr finden sie so eine Fliese mit einem schwarzen Fleck von wenigen Zentimetern Durchmesser. Anfangs dachte Schmitz, dass diese Art von versteinerten Meteoriten in anderen Steinbrüchen vorkommen könnten, aber wie sich herausstellt, ist der Steinbruch in Schweden etwas Besonderes.
Fossile Meteoriten aus dem mittleren Ordovizium vor etwa 460 Millionen Jahren weisen darauf hin, dass die Erde damals möglicherweise von Trümmern einer Asteroidenkollision getroffen wurde. Bildnachweis – Birger Schmitz
Zeit ist der Schlüssel. Das Sediment, das schließlich zu Kalkstein wird, muss sich auf dem Grund eines Gewässers über einen langen Zeitraum langsam aufbauen. Dadurch können mehr Mikrometeoriten darin eingebettet werden.
Nach 10 Jahren des Sammelns von Mikrometeoritenfossilien aus dem Steinbruch hatte Schmitz etwa 50 davon; viel, dachte er. Er führte einige Berechnungen durch, indem er die Gesteinsmenge, die Arbeiter jedes Jahr abbauen, durch die Anzahl der gefundenen Mikrometeoriten dividierte. Die Ergebnisse waren verblüffend: Demnach sind bei der Kalkbildung etwa 100-mal mehr Mikrometeoriten gefallen als heute.
Die unmittelbare Frage, die mir in den Sinn kommt, ist, warum? Was ist passiert, dass es so viele Mikrometeoriten gibt?
„Es gibt ein sehr wahrscheinliches Szenario: Wenn etwas im Weltraum explodiert und in Milliarden und Abermilliarden kleiner Stücke zerfällt – nun, was wir im Steinbruch gesehen haben, würde genau das passieren“, sagte Schmitz in einer Interview .
Die Vorstellung eines Künstlers einer Asteroidenkollision im Gürtel zwischen Mars und Jupiter. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Prof. Schmitz und Kollegen veröffentlichten a Papier im Jahr 2004 Dies zeigt, dass diese Mikrometeoriten noch nicht lange im Weltraum exponiert waren. Ihren Forschungen zufolge waren die Mikrometeoriten erst seit etwa einer Million Jahren im Weltraum, was in astronomischer Hinsicht nicht lange ist. Der Beweis dafür lag in der Wirkung der kosmischen Strahlung auf die Mineralologie der Mikrometeoriten-Fossilien.
Darin schreiben die Autoren: „Sehr große Kollisionen im Asteroidengürtel könnten vorübergehend zu einer erheblichen Zunahme der Einschlagsrate von Meteoriten auf der Erde führen. Orbitalsimulationen sagen voraus, dass Fragmente solcher Ereignisse erheblich schneller ankommen als die typischen Transitzeiten von heute fallenden Meteoriten, da bei einigen großen Einschlägen ein Teil der Trümmer direkt in eine resonante Umlaufbahn mit Jupiter überführt wird.“ Sie kamen auch zu dem Schluss, dass „die fossilen Meteoriten in Südschweden also wahrscheinlich aus dem inneren Asteroidenhauptgürtel stammen.“
Die Untersuchung dieser winzigen Mikrometeoritenfossilien scheint weit entfernt von der Untersuchung von Dingen wie dem Chicxulub-Einschlagsereignis, das die Dinosaurier ausgelöscht hat. Aber die Handlung einer Geschichte enthält mehr als nur den Höhepunkt. Auf dem ganzen Weg wurde die Erde von Ereignissen wie kollidierenden Asteroiden und dem daraus resultierenden Schauer von Mikrometeoriten geformt.
Als vor etwa 66 Millionen Jahren ein Asteroid die Region Yucatan traf, löste er das Aussterben der Dinosaurier aus. Bildnachweis: NASA/Don Davis
Es musste einen besseren Weg geben, als auf Arbeiter im Steinbruch zu warten, um diese Mikrometeoriten zu finden. Es gab, und es drehte sich um Chromit , ein extrem widerstandsfähiges Mineral, das in Mikrometeoriten vorkommt. „Es ist extrem widerstandsfähig, es übersteht alles“, sagte Prof. Schmitz im Interview.
Dann kam ein wissenschaftliches EU-Projekt namens Astrogeobiosphäre . „Dieses Projekt wird die Nutzung relikter, außerirdischer Mineralien in langsam gebildeten Sedimenten des Archäischen bis Känozoikums als Tracer für Ereignisse im Sonnensystem und im Kosmos entwickeln und die mögliche Beziehung zwischen solchen Ereignissen und der Entwicklung des Lebens und der Umweltveränderungen auf der Erde entschlüsseln.“ sagt die Website des Projekts.
Aber die Tracer in all dem Gestein zu finden, wäre eine riesige Arbeit. Schmitz nahm zunächst 5 kg Gestein, löste es in Säure und fand 10 winzige Fragmente von extraterrestrischem Chromit. Schmitz und sein Team taten dies noch einige Male in verschiedenen stratrigraphischen Schichten des Steinbruchs. Sie fanden heraus, dass die Menge an extraterrestrischem Chromit im Gestein bei etwa 466 Millionen Jahren enorm zugenommen hat.
Ein Bild eines Meteoriten aus dem Steinbruch in Schweden. Es ist 8 × 6,5 × 2 cm groß. Es ist von einem grauen, reduzierten Halo umgeben, im ansonsten roten Kalkstein. Sauerstoff wurde verbraucht, als der Meteorit auf dem Meeresboden verwitterte. Die abgebildete Münze hat einen Durchmesser von 2,5 cm. Bildquelle: Schmitz et al, 2016.
2019 haben Schmitz und seine Kollegen ein Papier veröffentlicht präsentieren ihre Ergebnisse. Diese winzigen Chromitkörner in Mikrometeoritenfossilien erzählten ihre Geschichte. Laut Schmitz und den anderen Autoren dieses Papiers kühlten „außerordentliche Staubmengen im gesamten inneren Sonnensystem während >2 Ma nach dem L-Chondriten-Aufbruch die Erde ab und lösten ordovizische Eishausbedingungen, einen Rückgang des Meeresspiegels und große Faunenumsätze im Zusammenhang mit das Großes ordovizisches Biodiversifizierungsereignis . '
Diese winzigen Mikrometeoriten-Fossilien, die zufällig in einem schwedischen Kalksteinbruch gefunden wurden, sind also die Überbleibsel eines Ereignisses im Weltraum vor Hunderten von Millionen Jahren, das wahrscheinlich den Lauf des Lebens auf der Erde prägte.
Die Arbeit ging weiter. Schmitz hat weitere 20 Tonnen Bruchgestein in Säure aufgelöst, allerdings aus verschiedenen Steinbrüchen und nicht aus einem einzigen Steinbruch. Jede der Proben repräsentiert eine andere Periode in der tiefen Vergangenheit der Erde. Schmitz möchte aufzeichnen, wie sich die Ankunft von Weltraumstaub auf der Erde im Laufe der Zeit verändert hat.
Diese Arbeit ist getan, aber die Ergebnisse werden noch eine Weile nicht veröffentlicht. Schmidt sagt, dass diese Mikrometeoriten ständig neue Beweise für die Vergangenheit der Erde enthüllen. „(Viele) dieser Meteoriten unterscheiden sich genauso von den Meteoriten, die heute fallen, wie einige der damals lebenden Tiere mit den heutigen Tieren verglichen werden“, sagte Schmitz gegenüber Horizon.
Das Blue-Marble-Bild der Erde von Apollo 17. Fernereignisse im Sonnensystem haben den Lauf des Lebens auf der Erde in der Vergangenheit geprägt und werden es auch in Zukunft sein. Was können wir dagegen tun? Bildnachweis: NASA
Während wir darum kämpfen, mit unserer eigenen neu gewonnenen Macht umzugehen, um das Klima der Erde zu formen, drängen Kräfte außerhalb unserer Kontrolle den Ereignissen ihre eigene Agenda auf. Es ist in der Vergangenheit mehrmals passiert, und Ereignisse im Weltraum haben möglicherweise zu dem geführt Untergang der frühen Imperien . Und wir haben immer noch keine integrierte Geschichte all dieser Ereignisse, sowohl auf der Erde als auch im Weltraum.
Aber mit Arbeiten wie Schmitz kommen wir immer näher.
Die Arbeiten von Schmitz blicken alle in die Vergangenheit und sind faszinierend. Aber es weist auch in die Zukunft. Es zeigt, dass wir fernen Ereignissen im Weltraum ausgeliefert sind, die vor unserer Haustür landen.
Wir können hier auf der Erde sitzen und hoffen und unsere Perlen umklammern, oder wir können vorbereiten .
Mehr:
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