In der Frühzeit der Erde, kurz nach ihrer Entstehung vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, waren Meteoriteneinschläge viel häufiger als heute. Doch die noch nicht erkaltete Erdkruste bewahrte keine Spuren der teils extremen Ereignisse. Vor 3,5 Milliarden Jahren war die Erdoberfläche schließlich kühl genug, dass flüssiges Wasser existieren und sich zu Ozeanen sammeln konnte.

Die ältesten heute erhaltenen Gesteinsschichten sind etwa vier Milliarden Jahre alt. Aus dieser Zeit wären also Spuren von Einschlägen zu erwarten. Doch bislang galt der australische Yarrabubba-Krater mit 2,23 Milliarden Jahren als älteste Impaktstruktur.

Nun hat ein Team um den Wiener Impaktforscher Christian Köberl Spuren eines Einschlags nachgewiesen, der mehr als eine Milliarde Jahre älter ist. Wie der Geochemiker kürzlich bei einer Konferenz in den USA berichtete, deuten sogenannte Impaktkügelchen, die in einer uralten Gesteinsformation in Westaustralien gefunden wurden, auf einen Einschlag vor 3,48 Milliarden Jahren hin.

Die Erde wurde in jungen Jahren, im Zeitraum von rund 4,5 bis 2,5 Milliarden Jahren, häufig von teils großen Asteroiden und Kometen bombardiert, was ihre geologische und atmosphärische Entwicklung prägte. Über Stärke und Dauer dieses Bombardements wird schon lange diskutiert. Allerdings lassen sich auf der Erde keine direkten Spuren wie Einschlagskrater mehr davon finden, da kaum noch Gesteine aus dieser Zeit an der Oberfläche existieren.

Kondensierter Gesteinsdampf

Seit einiger Zeit liefern auch spezielle Überbleibsel von Asteroideneinschlägen Hinweise auf Impakte: Beim Aufprall großer Asteroiden oder Kometen auf die frühe Erde wurde Gesteinsmaterial der Erdkruste geschmolzen und verdampft. Sobald dieser Gesteinsdampf kondensierte und sich verfestigte, entstanden runde, glasartige und nur Millimeter große Teilchen. Diese Impaktkügelchen fielen weltweit wieder auf die Erde zurück, lagerten sich ab und bildeten mehrere dünne sogenannte Spherulen-Lagen in der Erdkruste.

In den vergangenen Jahren wurden in Bohrkernen und Aufschlüssen zahlreiche derartige Schichten identifiziert. Die ältesten werden auf 3,47 Milliarden Jahre datiert und stammen aus der westaustralischen Region Pilbara. Dort findet sich auch die rund 3,48 Milliarden Jahre alte sogenannte Dresser-Formation mit einigen der ältesten, am besten erhaltenen und nur schwach veränderten Sedimentgesteinen der Erde. Sie enthält übrigens auch die ältesten bekannten Makrofossilien in Form von Stromatolithen.

In 2019 entnommenen Bohrkernproben aus dieser archaischen Dresser-Formation hat Michaela Dobson von der University of Auckland (Neuseeland) mehrere Lagen mit Impaktkügelchen nachgewiesen, die zwischen 0,2 bis acht Millimeter dick sind. Die meisten Kügelchen haben Durchmesser von 0,3 bis 0,6 Millimeter.

Außerirdischer Ursprung

Analysiert hat diese Impaktkügelchen Christian Köberl, Professor für Impaktforschung und Planetare Geologie an der Universität Wien. Die Ergebnisse hat er bei der Lunar and Planetary Science Conference im texanischen Houston vorgestellt. Demnach belegen die Häufigkeit der Platinmetalle und die Osmium-Isotope eine extraterrestrische Komponente in dem Material. "Alle bisherigen Untersuchungsergebnisse deuten darauf hin, dass die drei Spherulen-Lagen in den Bohrkernen aus der Dresser-Formation von einem Einschlag herrühren und damit der älteste Nachweis für einen Impakt in den geologischen Aufzeichnungen der Erde darstellen", sagt Köberl.

Allerdings könnten die drei Lagen mit Kügelchen auch von mehreren Einschlägen stammen, sagt Köberl. "Das ist sehr schwierig herauszufinden", betont der Forscher. (APA, rkl, 23.3.2023)