Die Erde. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
In einer neuen Studie, die eine neuartige Sichtweise auf die Vergangenheit unseres Sonnensystems bietet, gibt eine Gruppe von Planetenwissenschaftlern und Geochemikern bekannt, dass sie auf der Erde Hinweise auf einen Asteroidenbruch oder eine Kollision vor 8,2 Millionen Jahren gefunden haben.
In der 19. Januar-Ausgabe der Zeitschrift Nature berichten Wissenschaftler des California Institute of Technology, des Southwest Research Institute (SwRI) und der Charles University in der Tschechischen Republik, dass Kernproben aus ozeanischen Sedimenten mit Computersimulationen des Zerfalls von übereinstimmen 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 von Caltech entdeckte eine Spitze in einem seltenen Isotop namens Helium 3, das 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.
"Der in diesen Sedimenten gefundene Helium-3-Spike ist die rauchende Waffe, mit der vor 8,2 Millionen Jahren etwas ziemlich Dramatisches mit der interplanetaren Staubpopulation passiert ist", sagt Farley, Professor für Geochemie an der Keck Foundation in Caltech und Vorsitzender der Abteilung für Geologie und Planetenwissenschaften . "Es ist eines der größten Staubereignisse der letzten 80 Millionen Jahre."
Interplanetarer Staub besteht aus Gesteinsstücken mit einem Durchmesser von einigen bis mehreren hundert Mikrometern, die durch Asteroiden-Kollisionen erzeugt oder von Kometen ausgestoßen werden. Interplanetarer Staub wandert in Richtung Sonne und auf dem Weg wird ein Teil dieses Staubes vom Gravitationsfeld der Erde eingefangen und auf seiner Oberfläche abgelagert.
Gegenwärtig sammeln sich jedes Jahr mehr als 20.000 Tonnen dieses Materials auf der Erde an, aber die Akkretionsrate sollte mit dem Ausmaß der Asteroiden-Kollisionen und Änderungen der Anzahl der aktiven Kometen schwanken. Durch die Betrachtung antiker Sedimente, die sowohl interplanetaren Staub als auch gewöhnliche terrestrische Sedimente enthalten, konnten die Forscher erstmals wichtige staubproduzierende Ereignisse des Sonnensystems der Vergangenheit erkennen.
Da interplanetare Staubpartikel im Sediment so klein und selten 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-Konzentrationen in Sedimenten gemessen, die in den letzten 80 Millionen Jahren gebildet wurden, um den interplanetaren Staubfluss aufzuzeichnen.
Um sicherzustellen, dass der Gipfel kein Zufall war, der nur an einer Stelle am Meeresboden vorhanden war, untersuchte Farley zwei verschiedene Orte: einen im Indischen Ozean und einen im Atlantik. Das Ereignis wird an beiden Standorten klar aufgezeichnet.
Um die Quelle dieser Partikel 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 antiker Asteroiden-Kollisionen sind.
"Während Asteroiden im Haupt-Asteroidengürtel ständig ineinander stoßen", sagt Bottke, "zerbricht nur ab und zu ein extrem großer."
Die Wissenschaftler identifizierten eine Gruppe von Asteroidenfragmenten, deren Größe, Alter und bemerkenswert ähnliche Umlaufbahnen es zu einem wahrscheinlichen Kandidaten für das Erdstaubereignis machten. Sie verfolgten die Umlaufbahnen des Clusters mithilfe von Computermodellen zeitlich rückwärts und stellten fest, dass vor 8,2 Millionen Jahren alle Fragmente dieselbe Orbitalorientierung im Raum hatten. Dieses Ereignis definiert, wann der 100 Meilen breite Asteroid namens Veritas durch einen Aufprall auseinandergeblasen wurde und mit der Spitze in den interplanetaren Meeresbodensedimenten zusammenfällt, die Farley gefunden hatte.
"Die Veritas-Störung war außergewöhnlich", sagt Nesvorny. "Es war die größte Asteroiden-Kollision in den letzten 100 Millionen Jahren."
Als letzte Überprüfung verwendete das tschechische SwRI-Team Computersimulationen, um die Entwicklung von Staubpartikeln zu verfolgen, die durch das 100 Meilen breite Veritas-Auflösungsereignis erzeugt wurden. Ihre Arbeit zeigt, dass das Veritas-Ereignis den Anstieg des außerirdischen Staubes, der vor 8,2 Millionen Jahren auf der Erde regnete, sowie einen allmählichen Rückgang des Staubflusses hervorrufen könnte.
„Die Übereinstimmung zwischen unseren Modellergebnissen und den Helium-3-Ablagerungen ist sehr überzeugend“, sagt Vokrouhlicky. "Wir fragen uns, ob andere Helium-3-Peaks in ozeanischen Kernen auch auf Asteroiden-Auseinanderbrechen zurückzuführen sind."
Diese Forschung wurde vom NASA-Programm für Planetengeologie und Geophysik finanziert und erhielt zusätzliche finanzielle Unterstützung von der tschechischen Förderbehörde und dem COBASE-Programm der National Science Foundation. Das Nature-Papier trägt den Titel „Ein spätmiozäner Staubschauer durch das Aufbrechen eines Asteroiden im Hauptgürtel.“
Originalquelle: Caltech-Pressemitteilung
