Mit Radartechnik im All irdischen Meteoritenkratern auf der Spur
Sie sehen aus wie Kornkreise oder konzentrische Wellen: Alle 118 bekannten Meteoritenkrater auf der Erde hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt aus Radarsatellitendaten in einem 3D-Höhenmodell dargestellt. 118 Bilder, die die Schönheit dieser Krater dokumentieren.
Die kasachische Shunak-Struktur aus dem All hebt sich im TanDEM-X-Höhenprofil mit ihrem rund 400 m hoher Kraterrand selbst inmitten einer hügeligen Umgebung perfekt ab. Vor etwa 45 Millionen Jahren, so schätzen die DLR-Wissenschaftler, entstand der Shunak-Krater mit einem Durchmesser von 2,8 Kilometern.
Foto: DLR
Wenn ein Objekt aus dem Weltall die Erde rammt, hinterlässt der Aufprall selten einen Meteoritenkrater. Nur 118 solcher Krater gibt es auf der Erde. Manche mit einem Durchmesser von nur 10 m sind so klein, dass man sie glatt übersehen kann. Und andere sind mit einem Durchmesser von 160 km sind so riesig, dass man sie ebenfalls nicht für einen Meteoritenkrater hält.
Nur wenn das Objekt aus dem Weltall mit über 39.000 km/h auf der Erde einschlägt, entsteht ein Einschlagkrater. „Und sie alle können sehr unterschiedlich aussehen, sind oftmals verwittert oder auch mit Seen gefüllt“, berichtet Manfred Gottwald vom Weßlinger Institut für Methodik der Fernerkundung (IFM) im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Kornkreise oder konzentrische Wellen
Gottwald hat mit seinem Team aus Daten der Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X ein dreidimensionales Höhenmodell der Meteoritenkrater in einer bisher noch nicht erreichten Genauigkeit entwickelt. Dazu gehören die ein wenig an Kornkreise erinnernde 345 Millionen Jahre alte Aorounga-Struktur im Tschad, der an konzentrische Wellen erinnernde Tin Bider-Krater in Algerien und der bekannte Rieskrater in Deutschland.
Der Krater Tin Bider im algerischen Teil der Sahara überragt die Umgebung. Er besteht aus unterschiedlichen Gesteinsschichten, die im Lauf der Zeit ebenso unterschiedlich stark erodierten. Das dreidimensionale Höhenmodell hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auj den Daten der deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X berechnet.
Quelle: DLR
Die Forscher haben bei der Datenauswertung eine künstliche Beleuchtung hinzugefügt. Der so entstehende Schattenwurf im Höhenmodell sorgt dafür, dass die Kraterränder, Verwerfungen und Erosionsphänomene erst richtig deutlich zu erkennen sind.
Radarsatelliten kreisen im Formationsflug um die Erde
Seit 2010 umkreisen die beiden Satelliten im Formationsflug die Erde. Da sie mit Radaraugen sehen, können sie Bilder völlig unabhängig von Bewölkung oder Beleuchtung aufzeichnen. Mittels dieser Bilder werden alle Einschlagkrater weltweit in einem einheitlichen, globalen Höhenmodell aufgespürt und verglichen.
Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg hat einen deutlich sichtbaren Zentralberg. Beim Radarblick aus dem All mit den Satelliten TerraSAR-X und TanDEM-X hebt sich der Krater deutlich von den umliegenden Landwirtschafts- und Waldflächen ab.
Quelle: DLR
Dieses dreidimensionale Höhenmodell kommt dabei auf eine vertikale Genauigkeit von bis zu zwei Metern. Die Basis dafür ist ein Datenschatz von mehr als 450.000 einzelnen Szenen. 65 % der Landmasse der Erde sind bereits in 3D berechnet.
Rieskrater entstand vor 14,8 Millionen Jahren
„Unser Höhenmodell liefert viele Informationen zu den Einschlagkratern, beispielsweise zur exakten Größe oder auch zum Erhaltungsgrad“, erklärt der DLR-Forscher. „Auch lassen sich Krater, die im Sichtbaren durch Vegetation maskiert sind, in ihrer gesamten Dimension kartieren.“ Besonders beliebt bei Gottwald ist der Rieskrater im Übergang von der Schwäbischen zur Fränkischen Alb, denn der „liegt praktisch vor der Haustür.“ Entstanden ist dieser Krater vor 14,8 Millionen Jahren.
Der Rieskrater im Übergang von der Schwäbischen zur Fränkischen Alb entstand, als vor 14,8 Millionen Jahren hier ein Asteroid mit einem Durchmesser von einem Kilometer einschlug. Was heute von dem einstigen Krater übrig ist, lässt sich am deutlichsten im digitalen Höhenmodell der beiden Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X erkennen.
Quelle: DLR
Ein Asteroid mit einem Durchmesser von einem Kilometer sorgte nach seinem Einschlag für spektakuläre Szenen: Die Erde wurde noch in einer Entfernung von 40 km mit einer bis zu 100 m dicken Schicht aus Impaktgestein bedeckt. Als an dem zunächst nur 10 km großen Krater die Ränder abrutschten, vergrößerte sich der fast kreisrunde Kraterkessel auf 24 km.
100 Meter dicke Schicht aus Impaktgestein
Der Kraterkenner vom DLR hat bislang nur die bereits bekannten Krater im Blick. „Unser Ziel ist es aber, mit den Informationen unserer Radarsatelliten später einmal in ausgewählten Gebieten auch nach bisher noch nicht identifizierten Kratern Ausschau zu halten – das ist allerdings sehr trickreich“, betont Gottwald. Er arbeitet dafür unter anderem mit Geologen der Universität Freiburg und des Museums für Naturkunde in Berlin zusammen.
Diese Aufnahme zeigt die Aorounga-Struktur im nordafrikanischen Tschad. Sie dürfte bereits 345 Millionen Jahre alt sein und ist dementsprechend sehr stark verwittert. Gerade aus dem All sind sowohl der äußere als auch der innere Ring zu erkennen. Der kräftige Wind hat dabei wie ein Baumeister parallele Strukturen hinzugefügt. Sie bestehen aus windbeständigen Felsrücken, den sogenanten Yardangs, zwischen denen Sanddünen vom Wind getrieben hindurchwandern.
Quelle: DLR
„Letztendlich kann nur eine Untersuchung des Gesteins vor Ort bestätigen, ob es sich tatsächlich um einen Einschlagkrater handelt“, so Gottwald. Das Geländemodell des DLR ist dabei allerdings so genau, dass es nicht nur die Hinweise auf einen möglichen Meteoriteneinschlag liefert, sondern auch dabei hilft, die ohnehin beschwerlichen Expeditionen zum Ort des Einschlags zu planen.
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