Einführung

Eine Gefahr für die Erde besteht, wenn sie von Asteroiden oder Kometen (zur Klassifizierung siehe unten) getroffen wird. In der Astronomie spricht man bei den Körpern, die auf der Erdoberfläche einschlagen, von Meteoriten - unabhängig von ihrer genauen Herkunft. Schließlich werden Objekte, die der Erde lediglich nahe kommen, ohne sie zwangsläufig zu treffen, "Near Earth Objects" (NEOs) genannt. Diese Spezifikationen werden allerdings in den Medien oft ungenau verwendet.

Unabhängig von ihrer genauen Herkunft geht es in diesem Artikel aber vielmehr um die Gefahr, die von solchen Körpern bei der Kollision mit der Erde ausgeht. Daher werde ich von jetzt an stellvertretend für alle kosmischen Körper von Asteroiden sprechen. Die Objekte, die man auf der Erde gefunden hat, werde ich aber nach wie vor Meteorite nennen.

• Die Asteroiden (oder: Planetoiden) bewegen sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne zwischen Mars und Jupiter. Eine Theorie besagt, daß sich zur Zeit der Entstehung des Sonnensystems an dieser Stelle ein Planet befand, der von einem großen Körper getroffen und zerstört wurde. Die Gesamtzahl der Asteroiden wird auf 10.000 bis 1 Million geschätzt. Objekte mit bekannter Bahn gibt es etwa 5000. Der bekannteste Asteroid ist Ceres, die Masse aller Asteroiden zusammen wird auf ein zweitausendstel der Erdmasse geschätzt.

• Kometen sind Körper, die sich meist auf sehr langgestreckten, elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen und in Sonnennähe mehr oder weniger auffällige Schweife ausbilden. Ihre Herkunft ist überwiegend die Oortsche Wolke, die bis zu 0,8 Lichtjahre von der Sonne entfernt ist. Die massiven Kerne der Kometen haben typische Durchmesser von einigen Kilometern, bekannte Exemplare sind der Halleysche Komet und der Komet Hale-Bopp. Ihre Gesamtzahl wird auf einige hundert Milliarden geschätzt, wobei aber der größte Teil nur innerhalb der Oortschen Wolke beheimatet ist und nie der Sonne nahe kommt.
  

Beim Eindringen in die Erdatmosphäre erhitzen sich die Asteroiden, von denen die kleineren als Meteore in der Atmosphäre verglühen. Bei den größeren Brocken dringt die Hitze dagegen nicht bis ins Innere, sie schlagen als Meteoriten auf dem Boden auf.

Heute kennt man rund 10.000 Meteoriten auf der Erde. Seit ihrer Entstehung vor über 4,5 Milliarden Jahren ist die Erde von weitaus mehr Körpern getroffen worden, aber wegen der in der Atmosphäre ablaufen Prozesse sind die meisten Krater wieder verschwunden. Auf dem Mond dagegen gibt es keine Atmosphäre, daher sind dort alle Krater noch sichtbar. Wenn man dort bei der optischen Untersuchung der Krater bei den großen Exemplaren mit Durchmessern von Kilometern beginnt, dann findet man in Kratern immer wieder neue, kleinere Krater, bis hin zu mikroskopisch kleinen Durchmessern.

Der größte bekannte Meteorit auf der Erde ist der Hoba in Namibia. Bei den Maßen von 2,9 x 2,8 Metern wiegt der überwiegend aus Eisen bestehende Meteorit etwa 60 Tonnen. Er hat ein geschätztes Alter von 200 bis 400 Millionen Jahren und traf die Erde vor etwa 80.000 Jahren.


Der Grund der Gefahr - die Geschwindigkeit

Worin liegt nun die Gefahr, die Asteroiden auch heute für die Erde darstellen? Selbst ein Brocken von 1 Kilometer Durchmesser hat im Vergleich zur Erde nur die Größe eines 1 Millimeter kleinen Körnchens im Vergleich zur einer Kugel von 12 Metern Durchmesser. Das wirklich Gefährliche ist also weniger die reine Größe, als vielmehr die Geschwindigkeit, mit der sich Asteroiden und Kometen durch den Weltraum bewegen. Dazu kommt noch die Geschwindigkeit der Erde aufgrund ihrer Rotation um die Sonne. Je nachdem, ob sich der Meteorit und die Erde aufeinander zu bewegen oder nicht, ergeben sich so relativ-Geschwindigkeiten zwischen den Körper von 40.000 km/h bis 260.000 km/h! Das entspricht der 32- bis 210-fachen Schallgeschwindigkeit.

Zur weiteren Erklärung hier ein kurzer ein Einschub zur Bewegungsenergie: hierbei handelt es sich um diejenige Energie, die ein Körper aufgrund seiner Geschwindigkeit hat. In die Berechnung der Bewegungsenergie geht die Geschwindigkeit quadratisch ein. Das bedeutet, daß, wenn sich ein Körper doppelt so schnell bewegt wie zuvor, daß er dann die vierfache (2² = 4) Bewegungsenergie hat.

Dazu ein Beispiel: Wann ist ein Pistolenkugel gefährlich? Wenn man das Geschoß aus der Hülse entfernt und es jemandem locker zuwirft (geschätzte Geschwindigkeit: 12 km/h), dann kann er es auffangen, ohne dadurch im mindesten verletzt zu werden. Schießt man dagegen das Geschoß auf ihn ab (typische Geschwindigkeit einer 9-mm-Patrone: 1200 km/h), dann kann dasselbe Geschoß tödlich wirken. Der Unterschied zwischen Werfen und Schießen liegt in der Geschwindigkeit, die beim Schießen 100 mal so groß wie beim Werfen ist. Die Bewegungsenergie des Projektils ist dadurch sogar 100² = 100 x 100 = 10.000 mal so groß!

Stellt man sich nun vor, das Geschoß käme nicht aus dem Lauf einer Pistole, sondern aus dem Weltall. Dann hätte es beispielsweise eine Geschwindigkeit von 120.000 km/h (Faktor 100 im Vergleich zur abgeschossenen Pistolenkugel), wodurch seine Bewegungsenergie wiederum um den Faktor 10.000 größer wäre.

Nun muß man noch den Massenunterschied berücksichtigen: Bei einem Durchmesser von 1 Kilometer würde der Asteroid nicht nur die 7,5 Gramm einer 9-mm-Pistolenkugel wiegen, sondern ca. 1,5 Milliarden Tonnen, das 2 x 10¹⁴ -fache (das 200 Billionen-fache).

Zusammen genommen ergibt sich, daß die Bewegungsenergie dieses Asteroiden der 15-Millionen-fachen Sprengkraft der Hiroshima-Bombe entspräche! Diese gewaltige Energiemenge würde explosionsartig frei, wenn der Asteroid auf der Erdoberfläche einschlagen würde! Das läßt einen die Folgen nur erahnen.


Einschläge und ihre Wirkung

Abhängig von der Größe des Asteroiden kann sein Einschlag massiven Schaden in einem lokalen oder auch globalen Ausmaß verursachen. Kleinere Körper von mehreren hundert Metern Durchmesser sind für Zerstörungen in einem auf eine bestimmte Region beschränkten Umfang verantwortlich. Objekte mit einer Größe von 1 Kilometer oder mehr reichen aus, um eine globale Katastrophe auszulösen.

Erfolgt der Aufschlag eines Meteoriten im Meer, wofür die Wahrscheinlichkeit bei 70 Prozent liegt, so folgen darauf gigantische Überschwemmungen durch Riesen-Tsunamis.

Bei einem Aufschlag auf der Landmasse der Erde kommt es in der Umgebung der Aufschlagstelle zu starken Zerstörungen durch die Druckwelle des Aufpralls. Aufgrund der Reibung beim Flug durch die Erdatmosphäre wird der Meteorit stark aufgeheizt, und auch beim Aufschlag entsteht neben der Druckwelle eine enorme Hitze. Die Folgen wären riesige Feuersbrünste, die weite Bereiche des Kontinents verwüsten könnten.

Durch den Aufprall würde auch so viel Staub erzeugt und in obere Luftschichten aufgewirbelt, daß die Strahlung der Sonne die Erdatmosphäre kaum noch durchdringen könnte. Dadurch käme es zu einer starken Abkühlung der gesamten Oberfläche der Erde und einem jahrelang andauernden, globalen Winter. Das gleiche Szenario wie der sogenannte nukleare Winter nach einem Atomkrieg.


Beispiele für Meteoriten-Einschläge:

• Der Canyon Diablo in Arizona ist ein Krater von 1,2 Kilometern Durchmesser und einer (heutigen) Tiefe von 170 Metern. Er entstand vor etwa 20.000 Jahren durch den Einschlag eines Eisenmeteoriten mit einer Masse von ca. 1 Million Tonnen.

• Beim Nördlinger Ries in Süddeutschland handelt es sich um einen Einschlagskrater von 25 Kilometern Durchmesser, der vor 15 Millionen Jahren entstand.

• Am 30. Juni 1908 gab es in Sibirien ein ungeklärtes Phänomen in der Nähe des Flusses Tunguska. In einer geschätzten Höhe von 6 - 14 Kilometern ereignete sich eine Explosion mit einer Sprengkraft von ca. 10 - 15 Megatonnen TNT. Bis zu einem Umkreis von 30 Kilometern wurden Bäume entwurzelt, in 500 Kilometern Entfernung noch wurden ein heller Feuerschein und eine Druckwelle wahrgenommen.
  Die wahrscheinlichste Erklärung für dieses Ereignis ist der Absturz eines Meteoriten. Da aber keine Spuren gefunden wurden, könnte es sich um einen im Wesentlichen aus Eis und Staub bestehenden Körper gehandelt haben und nicht um einen massiven Gesteinsbrocken. Wegen der nicht sicher geklärten Ursache kursieren noch heute verschiedenste Gerüchte über die Natur dieses Ereignisses.

• Der bekannteste Asteroideneinschlag oder zumindest derjenige mit den bekanntesten Folgen ereignete sich vor 65 Millionen Jahren auf der Halbinsel Yucatan im Golf von Mexiko. Ein Asteroid von 10 - 20 Kilometern Durchmesser und einer Geschwindigkeit von 90.000 km/h hinterließ einen Krater von 180 - 300 Kilometern Durchmesser. Die exakte Größe des Kraters ist unter Experten umstritten, weil er unter einer 300 - 1000 Meter dicken Kalksteinschicht verborgen liegt und nur auf Radar-Bildern zu erkennen ist. Der Asteroid schlug in das dortige, flache Meer ein und schleuderte soviel Staub in die Atmosphäre, daß es durch die dadurch entstehende Verdunklung des Planeten zu einem Klimaschock kam. Er war damit die Ursache für das Aussterben von 50 Prozent der Tier- und Pflanzenarten auf der damaligen Erde und wohl auch für das Aussterben der Dinosaurier.

• Ein Beispiel eines Asteroiden-Einschlages aus jüngerer Zeit ereignete sich 1994, als der Komet Shoemaker-Levy 9 auseinanderbrach und 21 Fragmente, manche größer als 2 Kilometer im Durchmesser, in die Atmosphäre von Jupiter stürzten. Hätten diese Bruchstücke auf der Erde eingeschlagen, wären sie für eine globale Katastrophe verantwortlich gewesen.

Die Gefahr abwenden

Statistisch gesehen wird die Erde etwa alle tausend Jahre von einem Asteroiden einer Größenordnung von 100 Metern getroffen, wodurch bereits erheblicher Schaden angerichtet wird. Das Risiko eines Einschlages der Dimension von Yucatan ist deutlich geringer und wird auf ein Ereignis alle paar Millionen Jahre geschätzt. Die Häufigkeit von Einschlägen wird anhand früherer Ereignisse in der Erdgeschichte und der Kratermuster des Mondes abgeschätzt.

Erschwert wird die Suche nach Asteroiden dadurch, daß sie relativ kleine Objekte ohne eigene Lichtquelle sind. Nur durch die von ihrer Oberfläche reflektierte Sonnenstrahlung sind sie überhaupt zu erkennen.

Die bisherigen Suchprogramme haben viele tausend Körper im Asteroiden-Gürtel entdeckt, ebenso wie ca. 2000 NEOs. Allerdings erfolgte bisher zu wenig an Beobachtung dieser bedrohlichen Himmelskörper, was sich in Zukunft ändern könnte:
Auf dem Mauna Kea in Hawaii errichtet das Institut für Astronomie der Universität Hawaii bis zum Jahr 2006 ein neues Teleskop. Seine einzige Mission wird es sein, sich der Erde nähernde Asteroiden und Kometen zu entdecken und zu klassifizieren. Das Ziel dabei ist es, jeden Körper mit einem Durchmesser von mehr als 300 Metern, der der Erde gefährlich werden könnte, zu entdecken. Dieses Teleskop, genannt Pan-STARRS, wird aus vier kleineren Teleskopen zusammengesetzt sein und soll in der Lage sein, den Himmel besser zu überwachen, als alle bisher existierenden Teleskope.

Einmal entdeckt, könnten folgende Gegenmaßnahmen durchgeführt werden:

• Beschuß des Asteroiden durch Raketen, bestückt mit atomaren Sprengköpfen, mit dem Ziel der Zerstörung des Asteroiden. Prognose: schwierig zu bewerkstelligen aufgrund der extrem hohen Geschwindigkeit des Asteroiden und seiner geringen Größe.
• Landung einer Sonde auf dem Asteroiden, die durch einen Raketenantrieb den Asteroiden von seiner Bahn ablenkt oder die ein Sonnensegel zum gleichen Zweck installiert. Prognose: extrem schwierig, weil der Asteroid punktgenau getroffen werden muß und die Systeme der Sonde unter diesen Umständen noch fehleranfälliger wären, als bei Raumfahrt-Missionen in der Vergangenheit.