Die Erde. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
In einer neuen Studie, die einen neuartigen Blick auf die Vergangenheit unseres Sonnensystems bietet, gibt eine Gruppe von Planetenwissenschaftlern und Geochemikern bekannt, dass sie auf der Erde Beweise für einen Asteroidenausbruch oder eine Asteroidenkollision vor 8,2 Millionen Jahren gefunden haben.
Wissenschaftler des California Institute of Technology, des Southwest Research Institute (SwRI) und der Karlsuniversität in der Tschechischen Republik berichten in der Zeitschrift Nature vom 19. Januar, dass Kernproben aus ozeanischen Sedimenten mit Computersimulationen des Aufbrechens von ein 100 Meilen breiter Körper im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Die größeren Fragmente dieses Asteroiden umkreisen immer noch den Asteroidengürtel, und ihre hypothetische Quelle ist seit Jahren als Asteroid „Veritas“ bekannt.
Ken Farley vom Caltech entdeckte einen Anstieg in einem seltenen Isotop namens Helium 3, der vor 8,2 Millionen Jahren begann und in den nächsten 1,5 Millionen Jahren allmählich abnahm. Diese Informationen legen nahe, dass die Erde mit einer außerirdischen Quelle bestäubt worden sein muss.
„Die Helium-3-Spitze, die in diesen Sedimenten gefunden wird, ist die rauchende Waffe, dass vor 8,2 Millionen Jahren etwas ziemlich Dramatisches mit der interplanetaren Staubpopulation passiert ist“, sagt Farley, Professor für Geochemie der Keck Foundation am Caltech und Vorsitzender der Abteilung für Geologie und Planetenwissenschaften . „Es ist eines der größten Staubereignisse der letzten 80 Millionen Jahre.“
Interplanetarer Staub besteht aus Gesteinsbrocken mit einem Durchmesser von wenigen bis mehreren hundert Mikrometern, die durch Asteroidenkollisionen erzeugt oder von Kometen ausgestoßen werden. Interplanetarer Staub wandert zur Sonne, und unterwegs wird ein Teil dieses Staubs vom Gravitationsfeld der Erde eingefangen und auf ihrer Oberfläche abgelagert.
Derzeit sammeln sich jedes Jahr mehr als 20.000 Tonnen dieses Materials auf der Erde an, aber die Akkretionsrate sollte mit dem Ausmaß der Asteroidenkollisionen und der Änderung der Anzahl aktiver Kometen schwanken. Durch die Untersuchung alter Sedimente, die sowohl interplanetaren Staub als auch gewöhnliche terrestrische Sedimente enthalten, konnten die Forscher zum ersten Mal wichtige stauberzeugende Sonnensystemereignisse der Vergangenheit nachweisen.
Da interplanetare Staubpartikel so klein und selten im Sediment sind – deutlich weniger als ein Teil pro Million – sind sie mit direkten Messungen schwer zu erkennen. Diese Partikel sind jedoch im Vergleich zu terrestrischen Materialien extrem reich an Helium 3 . In den letzten zehn Jahren hat Ken Farley die Helium-3-Konzentration in Sedimenten gemessen, die sich in den letzten 80 Millionen Jahren gebildet haben, um eine Aufzeichnung des interplanetaren Staubflusses zu erstellen.
Um sicherzustellen, dass der Gipfel kein Zufall war, der nur an einer Stelle des Meeresbodens vorhanden war, untersuchte Farley zwei verschiedene Orte: einen im Indischen Ozean und einen im Atlantik. Das Ereignis wird an beiden Standorten übersichtlich protokolliert.
Um die Quelle dieser Teilchen zu finden, untersuchten William F. Bottke und David Nesvorny vom SwRI Space Studies Department in Boulder, Colorado, zusammen mit David Vokrouhlicky von der Charles University Cluster von Asteroidenbahnen, die wahrscheinlich die Folge von antiken Asteroidenkollisionen sind.
„Während im Hauptasteroidengürtel ständig Asteroiden aufeinanderprallen“, sagt Bottke, „zerbricht nur ab und zu ein extrem großer.“
Die Wissenschaftler identifizierten einen Cluster von Asteroidenfragmenten, dessen Größe, Alter und bemerkenswert ähnliche Umlaufbahnen ihn zu einem wahrscheinlichen Kandidaten für das Erdstaub-Ereignis machten. Sie verfolgten die Umlaufbahnen des Haufens mit Computermodellen in der Zeit rückwärts und fanden heraus, dass vor 8,2 Millionen Jahren alle seine Fragmente die gleiche Orbitalorientierung im Raum hatten. Dieses Ereignis definiert, wann der 100 Meilen breite Asteroid namens Veritas durch den Aufprall auseinander gesprengt wurde und fällt mit der Spitze in den interplanetaren Meeresbodensedimenten zusammen, die Farley gefunden hatte.
„Die Störung bei Veritas war außergewöhnlich“, sagt Nesvorny. „Es war die größte Asteroidenkollision der letzten 100 Millionen Jahre.“
Als letzte Kontrolle verfolgte das Team des SwRI-tschechischen Teams Computersimulationen, um die Entwicklung der Staubpartikel zu verfolgen, die beim 100 Meilen breiten Veritas-Aufbruchsereignis produziert wurden. Ihre Arbeit zeigt, dass das Veritas-Ereignis den Anstieg des außerirdischen Staubs, der vor 8,2 Millionen Jahren auf die Erde regnete, sowie einen allmählichen Rückgang des Staubflusses verursachen könnte.
„Die Übereinstimmung zwischen unseren Modellergebnissen und den Helium-3-Lagerstätten ist sehr überzeugend“, sagt Vokruhlicky. „Wir fragen uns, ob auch andere Helium-3-Peaks in ozeanischen Kernen auf Asteroidenausbrüche zurückgeführt werden können.“
Diese Forschung wurde vom Planetary Geology and Geophysics-Programm der NASA finanziert und erhielt zusätzliche finanzielle Unterstützung von der tschechischen Stipendienagentur und dem COBASE-Programm der National Science Foundation. Das Nature-Papier trägt den Titel „A late Miocene dust Shower from the breakup of asteroid in the main belt“.
Originalquelle: caltech-Pressemitteilung