Unerwartet gewaltiger Einschlag

Das größte Stück des Meteoriten, das kürzlich aus dem Tschebarkulsee geborgen wurde und sich nun im Museum in Tscheljabinsk befindet. Foto: Science/AAAS/Andrey Yarantsev

Der Jahrhundert-Meteorit von Tscheljabinsk explodierte mit einer Sprengkraft von mindestens 500 Kilotonnen TNT

Anfang des Jahres stürzte in Russland ein Brocken vom Himmel, der heller strahlte als die Sonne und bei seinem Einschlag auf die Erde nicht nur den Boden erzittern, sondern auch die Fensterscheiben in Tscheljabinsk bersten ließ. Der Meteor wurde von vielen gefilmt und fotografiert, Bruchstücke von ihm geborgen und analysiert. Jetzt stellen gleich mehrere Forschergruppen gleichzeitig ihre Untersuchungsergebnisse vor.

Am 15. Februar 2013 um 9:20 Uhr erleuchtete eine mächtige Feuerkugel mit Schweif den Himmel über der verschneiten Millionenstadt Tscheljabinsk im Südural. Das beeindruckende Himmelsschauspiel wurde von vielen Menschen der dicht bevölkerten Industrieregion fotografiert und vielfach - auch Dank der in Russland üblichen Videokameras in Autos - gefilmt.

Satelliten, Sensoren und Seismosgraphen lieferten zusätzlich Daten des Asteroideneinschlags, der Tscheljabinsk die mediale Bezeichnung "Stadt der tausend Scherben" einbrachte, da durch die Schockwelle viele Scheiben zersprangen oder sogar mitsamt Fensterrahmen in die Brüche gingen (vgl. Bilder und Filme). Zunächst kursierten noch Verschwörungstheorien, aber ganz zweifelsfrei handelt es sich um einen Gesteinsbrocken, der sich unwiderstehlich von der Erde angezogen fühlte (vgl. "Das sind keine fallenden Meteoriten, sondern die Amerikaner testen neue Waffen").

Gleich nach dem Impakt zogen Wissenschaftler los, um alles verfügbare Material zu analysieren. Sie besuchten neben der Stadt Tscheljabinsk auch 50 Dörfer im Umland, um sich ein Bild von den Vorgängen zu machen, und befragten Verletzte.

Ein Team von 59 Forschern aus aller Welt legt jetzt im Wissenschaftsmagazin Science seinen Bericht vor: Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery, and Characterization. Die Gruppe um Olga P. Popova von der russischen Akademie der Wissenschaft in Moskau stellt fest, dass der Tscheljabinsk-Einschlag ein Jahrhundertereignis darstellt, dass nur vom kaum dokumentierten Tunguska-Ereignis 1908 übertroffen wird - falls in der sibirischen Taiga damals überhaupt ein Meteoroid herab stürzte (Krater von Tunguska-Asteroiden gefunden?).

Vergrößern
Einschlagsloch im Eis des Tschebarkulsees. Im Oktober 2013 holten Taucher einen Meteoritenbrocken mit einem Gewicht von rund 600 Kilogramm aus dem See. Foto: Eduard Kalinin

Die Untersuchungen ergaben, dass der Tscheljabinsk-Asteroid in einer Distanz von 97 Kilometern von der Erdoberfläche sichtbar wurde, als er sich mit einer Geschwindigkeit von rund 19 km pro Sekunde dem Südural näherte. Da war er bei einem Durchmesser von circa 20 Metern noch ungefähr 13.000 Tonnen schwer. Bei einem Abstand von circa 30 Kilometern brach der Meteorit endgültig auseinander, kleinere Brocken hatten sich bereits zuvor gelöst.

In dieser Höhe erreichte der Bolide seine größte Helligkeit, dann teilte sich die orange glühende Staub- und Gaswolke, die er hinter sich herzog. Die Forscher gehen davon aus, dass am Ende verschiedene Stücke mit einem Gesamtgewicht von 4.000 bis zu 6.000 Kilogramm als Meteoriten einschlugen.

Der bislang größte entdeckte Brocken schlug ein Loch mit einer Durchmesser von sieben Metern in das Eis des Tschebarkulsees, 70 km von Tscheljabinsk entfernt.

Die Schockwelle durch das Himmelsgeschoss war mächtig, einige Leute wurden von ihr schlicht umgeworfen. In der Millionenstadt zerbrach das Fensterglas in fast der Hälfte der Wohnblocks, und im Umland entstanden zudem Wandrisse an Gebäuden. Die meisten der rund 1.200 Verletzten erlitten leichte Verbrennungen der Haut, eine Art Sonnenbrand, aber auch von Augenbrennen oder Reizungen der Netzhaut wurde berichtet, dazu kamen Schnittverletzungen durch das zerborstene Glas sowie Prellungen.

Vergrößern
3D Simulation des Tscheljabinsk-Meteors, Bild: Andrea Carvey, Mark Boslough & Brad Carvey

Die analysierten Bruchstücke des Asteroiden erwiesen sich als so genannte gewöhnliche Chondrite, die häufigste Form unter den Meteoriten, und sie gehören zur Unterkategorie LL5 (Low Iron, Low Metal). Der Gesteinsbrocken stammt wahrscheinlich ursprünglich aus der Flora Familie aus dem Asteroiden-Gürtel, und hat ein Alter von 4,45 Milliarden Jahren.

Die Experten vermuten, dass er aus einem größeren Himmelskörper stammt und vor 1,2 Millionen Jahren durch einen Zusammenstoß von ihm abgesprengt wurde. Co-Autor Qing-Zhu Yin von der University of California, Davis, sieht im Tscheljabinsk-Meteoroiden einen "Weckruf", den nicht überhört werden sollte:

"Wenn die Menschheit nicht den Weg der Dinosaurier gehen will, dann sollten wir Ereignisse wie dieses ganz genau studieren."

In der aktuellen Ausgabe von Nature sind ebenfalls zwei Beiträge dem Tscheljabinsk-Asteroiden gewidmet. Jirí Borovicka von der tschechischen Wissenschaftsakademie in Ondrejov und Kollegen aus Tschechien, Großbritannien und Kanada stellen ihre Untersuchungen der Flugbahn, Struktur und der Herkunft des kosmischen Geschosses vor: The trajectory, structure and origin of the Chelyabinsk asteroidal impactor.

Sie berichten, dass ein Großteil der kleinen Meteoritenbruchstücke mit einem gesamten Gewicht um etwas 100 Kilogramm südwestlich von Tscheljabinsk gefunden wurden. Das Team nahm das Auseinanderbrechen des Asteroiden genau unter die Lupe, und sie gehen davon aus, dass er bereits viele Risse und Sprünge aufwies, als er in die Erdatmosphäre eintrat. Sie vermuten aufgrund des sehr ähnlichen Orbits eine gemeinsame Abstammung des Tscheljabinsk-Meteoroiden mit dem zwei Kilometer großen Asteroiden, der die Bezeichnung 86039 (1999 NC43) trägt.

Sicher ist, dass kleine kosmische Brocken weitaus öfter auf die Erde herunter prasseln als große Asteroiden. Täglich prasseln nach Schätzungen bis zu 40 Tonnen meist winziger Mikrometeoroiden auf die Erdatmosphäre ein. Der Tscheljabinsk-Meteor verdeutlicht, dass auch relativ kleine Meteoroiden beträchtlichen Schaden anrichten können, vor allem wenn sie nicht so schnell zerbrechen wie das nun eingehend untersuchte Exemplar. Jirí Borovicka erläutert:

Glücklicherweise wurde die meiste kinetische Energie von der Atmosphäre absorbiert. Ein fester struktrurierter Stein wäre möglicherweise näher am Boden explodiert und hätte entsprechend einen beträchtlich größeren Schaden angerichtet.

Vergrößern
Karte der Flugbahn (von rechts nach links) des Tscheljabinsk-Boliden. In Rot der Hauptkörper, Orange Fragment F1, und das Einschlagsloch ("Crater") im Eis des Tschebarkulsees. Bild: Jiri Borovicka

In einem zweiten Artikel in Nature präsentieren Peter Brown von der University of Western Ontario im kanadischen London und mehr als dreißig internationale Kollegen ihre Untersuchungen über die Energiefreisetzung des Tscheljabinsk-Ereignisses: A 500-kiloton airburst over Chelyabinsk and an enhanced hazard from small impactors.

Sie kommen zu dem Schluss, dass die Wucht des Meteors einer Sprengkraft von 500 Kilotonnen TNT entsprach (zum Vergleich: die Hiroshima-Bombe setzte bei ihrer Explosion 15 Kilotonnen TNT frei. An seinem Helligkeits-Höhepunkt schien der Tscheljabinsk-Bolide 30 Mal heller als die Sonne.

Die Wissenschaftler halten fest, dass die gängigen Modelle zur Vorhersage von Schäden durch einen solchen Impakt nicht mit den Beobachtungen in und um Tscheljabinsk übereinstimmen. Sie schlagen vor, Asteroiden in der Größenordnung von 10 bis 20 Meter künftig stärker ins Visier zu nehmen, sobald sie der Erde nahe kommen, da ihre Gefährlichkeit bisher unterschätzt wurde. Peter Brown warnt:

"Die existierenden Modelle gehen davon aus, dass ein Ereignis wie der Tscheljabinsk-Asteroid alle 120 bis 150 Jahre vorkommt, aber unsere Daten zeigen, dass es wahrscheinlich eher 30 bis 40 Jahre sind. Das ist eine große Überraschung. Als der Vorfall in Tscheljabinsk geschah, hätte ich nie damit gerechnet, dass es Schäden am Boden geben würde. Das ist völlig außerhalb dessen, was wir ausgehend von früheren Statistiken angenommen haben. Unsere Daten lassen jetzt vermuten, dass diese Art von Ereignis voraussichtlich häufiger stattfindet."

Anzeige