Forscher entdecken ältesten Einschlagskrater der Erdgeschichte

Von Markus Brauer

Die Gefahr kommt aus den Tiefen des Weltalls. Ein massiver Gesteinsbrocken rast durch das Sonnensystem auf die Erde zu. Kollisionskurs. Ein Einschlag könnte – je nach Größe des Himmelskörpers – Landstriche oder Kontinente verwüsten. Wie jener Asteroid, der das Aussterben der Dinosaurier verursacht hat.

66 Millionen Jahre vor unserer Zeit

Rückblick: Ein Asteroid von zehn bis 15 Kilometern Größe und einem Gewicht von drei Billionen Tonnen rast mit einer Geschwindigkeit von 20 Kilometern in der Sekunde auf die Erde zu. Er schlägt im ungünstigsten Winkel auf der Erdoberfläche ein und löst eine globale Katastrophe aus.

Auf der Halbinsel Yucatán im heutigen Mexiko beim Ort Chicxulub Pueblo gräbt sich der Asteroid 30 Kilometer tief mit der Energie von einer Milliarden Hiroshima-Atombomben in das Gestein ein.

Schon am ersten Tag vernichtet der Einschlag alles Leben in weitem Umkreis. Seine Nachwehen lassen 75 Prozent der irdischen Lebenswelt aussterben, darunter die gesamte Spezies der Dinosaurier. Von diesem Ereignis und seinen katastrophalen Folgen zeugen der unter dickem Sediment verborgene Chicxulub-Krater auf Yucatan sowie weltweit nachweisbare Ablagerungen in Gesteinsschichten an der Kreidezeit-Paläogen-Grenze.

Hitze- und Druckwellen, Tsunamis und Staubwolken

Der Krater, den der Chicxulub-Impakt hinterlässt, hat einen Durchmesser von 180 Kilometern. Im Umkreis von 1500 Kilometern tötet die Hitze- und Druckwelle augenblicklich jedes Leben. Erdbeben mit einer Stärke von zwölf oder 13 auf der Richterskala erschüttern den Planeten. Tsunamis rasen über Meere und Kontinente, hinterlassen Tod und Zerstörung.

Gewaltige Mengen an Ruß, Staub und Schwefelgasen werden in die Atmosphäre freigesetzt. Der Himmel verdunkelt sich. Der kosmische Gesteinsbrocken hat eine Erdschicht mit besonders viel Sulfat, Silikat und Carbonat getroffen.

3,5 Milliarden Jahre vor unserer Zeit

Rückblick, noch weiter zurück: Im Gebiet des North Pole Dome in Westaustralien schlägt ein Meteorit mit 36.000 Stundenkilometer auf der Erdoberfläche ein. Der Impact hinterlässt einen rund 100 Kilometer großen Krater – den Pilbara-Kraton. Dieser Impakt setzt enorme Energien frei und schleudert Einschlagstrümmer und verdampftes Gestein weit über die Region hinaus.

Bis heute zeugt trotz Erosion, Plattentektonik und anderen geologischen Prozesse ein rund 40 Kilometer breiter Krater von diesem verheerenden Ereignis. Die im Kraterbereich gefundenen Druckspuren, Trümmer und Gesteinsglas-Kügelchen zeugen von einem Hochgeschwindigkeitseinschlag, der regionale, vielleicht sogar globale Folgen hatte, wie Forscher im Fachjournal „Nature Communications“ berichten.

#openaccess in @NatureComms shatter cone evidence for the worlds oldest known impact crater in ~3.5 Ga #Archaean rocks of the Pilbara. Led by @ChronKirkland, with @early_earth_tim, @DEMIRS_WA and @JDLCentre et al.https://t.co/mifQLGxs4fhttps://t.co/AcvRll85Dxpic.twitter.com/2JtPUoqO9O — Timescales of Mineral Systems Group (@TimescalesEPS) March 7, 2025

Wo sind die ganzen Krater aus dem Archaikum?

Einschläge von Asteroiden, Kometen und Meteoriten haben die Entwicklung des Planeten geprägt. Sie brachten Wasser und Lebensbausteine auf die Erde. Und lösten aber auch immer wieder regionale oder globale Katastrophen und Massenaussterben aus. Vor allem in der ersten Milliarde Jahre der Erdgeschichte waren solche größeren Einschläge recht häufig.

„Die älteste eindeutig identifizierte terrestrische Impaktstruktur, der Yarrabubba-Einschlagskrater in Westaustralien, ist erst 2,23 Milliarden Jahre alt“, berichten Christopher Kirkland von der Curtin University in Perth und seine Kollegen. „Das wirft die Frage auf: Wo sind die ganzen Krater aus dem Archaikum?“

Gesteinsglas-Kügelchen sind 3,47 Milliarden Jahre alt

Um dies zu klären, sind Kirkland und sein Team einer Spur im westaustralischen Pilbara-Kraton nachgegangen. Diese Formation gehört zu den ältesten der Erde und stammt aus der Zeit vor 3,53 bis 3,23 Milliarden Jahren.

Im östlichen Teil dieses Kratons hatten Geologen bereits im Jahr 2016 mikroskopisch kleine Kügelchen von Gesteinsglas entdeckt. Solche sogenannten Sphärulen entstehen, wenn Gestein bei einem Einschlag schmilzt, in die Atmosphäre geschleudert wird und zu Glas erstarrt.

Die im Gebiet des North Pole Dome entdeckten Gesteinsglas-Kügelchen sind Datierungen zufolge bereits 3,47 Milliarden Jahre alt. Damit wären sie die ältesten je gefundenen Sphärulen.

Schicht voller Strahlenkegel

Bei neuen Untersuchungen fanden Kirkland sein Team nun endgültige Beweise für einen Einschlag in der Urzeit. Sie stießen im Gebiet des North Pole Dome auf eine Schicht voller Strahlenkegel.

Diese meist kegel- oder strahlenförmigen Linien im Gestein entstehen, wenn Untergrundgestein durch die enormen Schockwellen des Impakts deformiert werden. „Strahlenkegel sind die einzigen unzweifelhaften makroskopischen Anzeiger eines Hochgeschwindigkeitseinschlags“, erläutern die Geologen. Die Strahlenkegel im North Pole Dome sind besonders gut erhalten und zeigen typische Strukturen.

Die Strahlenkegel verteilen sich im gesamten rund 30 bis 40 Kilometer großen Kraterbereich und zeigen größtenteils nach unten und außen, wie es bei einem Einschlag typisch ist.

Ältester Einschlagskrater der Erde

„Damit ist dies der mit Abstand älteste Einschlagskrater, der je auf der Ede gefunden wurde“, konstatiert Tim Johnson von der Curtin University. „Einige im Kaapval-Kraton in Kapstadt gefundene Sphärulen-Schichten sind im Alter nicht von denen des North Pole Dome unterscheidbar“, schreiben die Forscher. Das lege nahe, dass dieser Impakt sogar weltweit Ablagerungen hinterlassen hat.

„Wir wissen, dass große Einschläge im frühen Sonnensystem häufig vorkamen“, berichtet Johnson. „Unsere Studie liefert nun ein entscheidendes Puzzlestück der irdischen Impakt-Geschichte.“

"Late Heavy Bombardement"

Wichtig ist dies auch, weil diese Periode vermehrter Einschläge mit einer wichtigen Phase der irdischen Entwicklung zusammenfiel: Etwa um diese Zeit entstand das erste Leben – möglicherweise sogar in wassergefüllten Einschlagskratern. „Die Impaktkrater erzeugten eine für das mikrobielle Leben günstige Umgebung, ähnlich wie heiße Quellen“, erläutert Johnson.

In diese Phase des „Late Heavy Bombardement“ fiel aber auch ein geologisch bedeutender Wandel: die Bildung der ersten Kontinente und das Einsetzen der Plattentektonik. „Die enorme Energie, die ein solcher Einschlag freisetzte, könnte eine Rolle dabei gespielt haben, Teile der Erdkruste unter andere zu schieben oder den Aufstieg von Magma aus dem Erdmantel auszulösen“, schreiben die Forscher.