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Krater-Chronologie

Krater auf der Mondoberfläche zeugen von vergangenen Einschlägen. Foto: NASA/JSC

Die Planeten des Sonnensystems sind einem ständigen Bombardement von kosmischen Körpern ausgesetzt: von der Größe eines Sandkorns bis hin zu Körpern mit mehreren Hundert Kilometern Durchmesser. Die Einschläge hinterlassen Spuren.

In einem gemeinsamen Projekt des Museums für Naturkunde Berlin und der norwegischen Universität Oslo entwickelten Forschende die Methode weiter, Informationen aus den Kratern herauszulesen, die planetare Oberflächen im Sonnensystem bedecken, um das Alter dieser Oberflächen zu bestimmen.

Mond-Kalibrierung

Das Team erstellte anhand von Aufnahmen der Oberflächen „Krater-Chronologien“. Dazu werden Größen und Anzahl der Krater auf den Oberflächen der Planeten und Monde ausgewertet. Der „Flux“ kosmischen Materials, die Gesamtmasse der einschlagenden Körper, ist in den letzten drei Milliarden Jahren weitgehend konstant. Größenhäufigkeitsverteilungen mit einer geringen Gesamtzahl sprechen für ein jüngeres Alter der Oberfläche, höhere Anzahlen und größere Krater für höhere Alter.

Das absolute Alter der Oberfläche kann dann im Vergleich zur Krater-Chronologie des Mondes bestimmt werden. Sein Alter ist von Untersuchungen des Oberflächenmaterials bekannt. Die Methode kann damit auf alle planetaren Oberflächen im Sonnensystem übertragen werden. Prof. Dr. Kai Wünnemann vom Museum für Naturkunde Berlinsagt, dass diese Altersbestimmungen erstaunlich präzise sind und bei jüngeren Oberflächen häufig nur einen Fehler von wenigen Millionen Jahren aufweisen

Korrektur im Computer

Die Expertise seiner Arbeitsgruppe liegt in der Computersimulation von Impaktprozessen. Denn neben der Schwerkraft des Zielkörpers und den Eigenschaften des einschlagenden Körpers, wie Größe und Geschwindigkeit, entscheidet die Beschaffenheit der Oberfläche über die Größe des Kraters. Exakt gleiche einschlagende Körper würden auf unterschiedlichen Oberflächen unterschiedliche Krater erzeugen. Dadurch wird die Krater-Chronologie verzerrt.

Am Beispiel des Mondes untersuchte sein Team mithilfe numerischer Modelle, wie sich die Beschaffenheit der Mondkruste auf die Kraterbildung auswirkte. Dabei berücksichtigten die Forschenden auch vergangene Zustände des Mondes, der seit seiner Entstehung einen Abkühlungsprozess durchläuft. Dies führt dazu, dass seine Kruste in größerer Tiefe abkühlt, dadurch das Gestein fester wird und spätere Einschläge kleinere Krater erzeugen als die Einschläge in der früheren Geschichte des Mondes, als er noch deutlich wärmer war. Die Berechnungen zeigen, wie die Altersbestimmung anhand der Krater-Chronologie korrigiert werden kann.

Projekttitel

Modellierung der Entstehung von Einschlagkratern auf terrestrischen Planeten

Laufzeit

01.01.2015 - 31.12.2016

Kooperationspartner

Universitetet i Oslo, Norwegen

Finanzierung

Deutscher Akademischer Austauschdienst - DAAD