EinImpakt (Einschlag, Aufprall, von lat.impactus = eingeschlagen) oderEinschlag bezeichnet die Kollision zweierHimmelskörper mit sehr hoher Geschwindigkeit. Zahlreiche Einschläge vonKleinkörpern (Meteoroide,Asteroiden undKometen) sind auf der Erde, dem Mond und anderen Himmelskörpern belegt. Auf dem Festland bildet sich einEinschlagkrater (Impaktkrater), bei einem Einschlag ins Meer könnenTsunamis entstehen. Die Gesteinsreste des eingeschlagenen Kleinkörpers sind dieMeteorite.
Die zirka 4,6 Milliarden Jahre alteErdgeschichte ist wesentlich durch Einwirkung von Meteoriteneinschlägen geprägt.[1] Die Entstehung der Erde und ihrer heutigen Gestalt ist ohne die anfänglichen Kollisionen mit Asteroiden jeder Größe nicht denkbar, denn diese Ereignisse sorgten nicht nur möglicherweise für dieHerkunft des irdischen Wassers in Form derOzeane, sondern könnten bis vor etwa 3,9 Milliarden Jahren – durch dashypothetische„Late Heavy Bombardement“ – auch die Bildung einer stabilenErdkruste verhindert haben.
Ein Großteil derMaterie desSonnensystems wurde bereits in dieser Frühzeit durch dieGravitation der Erde und der anderen Planeten eingefangen. Jährlich fallen jedoch noch etwa 20.000Meteorite zur Erde, meist ohne in der Landschaft deutliche Spuren zu hinterlassen. Die von den größten Impaktoren ausgelöstenNaturkatastrophen der Vergangenheit lassen sich oft nur noch indirekt, zum Beispiel durch ein von ihnen ausgelöstesMassenaussterben oder einen globalenKlimawandel nachweisen,[2] da auf der Erde – anders als beispielsweise auf dem Mond – dieErosionswirkung von Wind und Wasser die eigentlichen Impaktkrater innerhalb geologisch kurzer Zeiträume wieder abträgt.
Eine weitere Nachweismethode besteht in der geochemischen und mineralogischen Untersuchung entsprechender Gesteinsschichten und des darin eingebundenenMeteorstaubs. Große Einschläge hinterlassen unter geeigneten Bedingungen typische Ablagerungen, die nebenSeltenen Erden außerirdischen Ursprungs mit charakteristischen Isotopensignaturen (Iridium,Platin,Osmium) auchgeschockte Quarzminerale oderImpaktgläser (Tektite) enthalten können. Da sich dieseMinerale aufgrund der großen Energiemengen, die ein Impakt freisetzt, weiträumig über Landflächen und Ozeanböden verteilten, sind diese Spuren oftmals der einzige Hinweis auf einen stattgefundenen Einschlag, während der eigentliche Krater bereits abgetragen oder vonSedimenten bedeckt wurde.
Alle kleinen Körper, die auf dem Mond, dem Mars oder anderen (nahezu) atmosphärelosen Himmelskörpern sichtbare Spuren in Form von Kratern hinterlassen würden, verglühen wegen der Reibung mit den Teilchen der Erdatmosphäre in dieser, bevor sie die Erdoberfläche erreichen können. Größere Körper hingegen können auf die Oberfläche aufschlagen, doch würden sie mit 71 % Wahrscheinlichkeit in einen der Ozeane stürzen, die den Großteil der Erde bedecken. Da Meeresböden durch denplattentektonischen Prozess derSubduktion ständig in die Tiefen des Erdmantels „abtauchen“, andererseits an denSpreizungszonen permanent neu gebildet werden, beträgt das Durchschnittsalter derozeanischen Kruste etwa 80 Millionen Jahre. Somit sindEinschlagskrater in den Meeren im Regelfall nur aus jüngerer erdgeschichtlicher Zeit nachweisbar.
Die Spuren der auf Festland treffenden Himmelskörper werden über kurz oder lang ebenfalls getilgt:Krater größerer Meteoriten werden im Verlauf von wenigen Jahrzehnten bis Jahrhunderten durch Pflanzenbewuchs unkenntlich gemacht und durch atmosphärisch bedingteVerwitterung in Jahrtausenden (geologisch eine kurze Zeit) bis zur Unkenntlichkeit verformt. Im Verlauf von mehreren hundert Jahrmillionen bis Milliarden Jahren bewirkentektonische Prozesse eine Erneuerung nahezu der gesamten Erdoberfläche. Auch terrassenartige Absenkungen, wie sie in manchenEinbruchsbecken auftreten, können Impaktspuren verwischen. Allerdings konnte in den letzten Jahrzehnten eine Reihe weitgehenderodierter Impaktstrukturen mit Hilfe von Satelliten als solche identifiziert werden.
Nur die Einschlagkrater der größten und damit folgenschwersten Einschläge der letzten Jahrmillionen sind heute noch im Landschaftsbild sichtbar.[3] Als Faustregel für das Verhältnis des Durchmessers des Einschlagkörpers zum Durchmesser des resultierenden Kraters gilt 1:20 fürSteinmeteoriten und 1:40 für Eisenmeteoriten.
Wird durch einen großen Einschlag beim Impakt ausgeworfenes Material weiträumig verteilt, so kann dieses Material in der geologischen Schichtfolge der betreffenden Gebiete über sehr lange Zeiträume nachgewiesen werden. Ein bekanntes Beispiel ist der Nachweis des durch denChicxulub-Impakt ausgeworfenen und global verteilten Materials anhand von dessenIridium-Gehalt. Eine solche Schicht wird alsImpakt-Lage bezeichnet, im Hinblick auf den Chicxulub-Einschlag, der sich vor 66 Millionen Jahren an der geologischen „Nahtstelle“ vonMesozoikum undKänozoikum beziehungsweise vonKreide undPaläogen ereignete, auch alsGrenzton.
Global gefährlich sind Objekte mit einem Durchmesser von mehr als 500 m. Wissenschaftler inNew Mexico (USA) zählten mehr als 1.100Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 1 km, die sich auf einer Umlaufbahn befinden, die sie derErde gefährlich nahe bringen könnten. Einschläge von Objekten dieser Größe würden verheerende Auswirkungen haben: Vermutlich wären Milliarden von Menschen von den Primär- und Sekundärfolgen einer derartigen Katastrophe betroffen, wie Druck- und Hitzewellen, einer sich anschließenden rapiden Abkühlung infolge einer starkenTrübung der Atmosphäre durch Aerosole („Impaktwinter“, vergleichbar einemnuklearen Winter), verbunden mitsaurem Regen und gravierenden Ernteausfällen.[4] Ein Asteroideneinschlag in den Ozean hätte ebenfalls weitreichende Folgen,[5] vor allem durch die Entstehung einesMegatsunamis mit einer Wellenhöhe von über 100 m am Entstehungsort, der ganze Küstenlandschaften und deren Hinterland weiträumigüberschwemmen würde.[6][7][8] Ein Impakt könnte auch Einfluss aufIonosphäre undMagnetosphäre desPlaneten haben.[9]
Rein statistisch gesehen muss man mit einem derartigen Einschlag alle 500.000 bis 10 Millionen Jahre rechnen.[10] Ereignisse wie der Impakt an derKreide-Paläogen-Grenze sollen etwa alle 100 Millionen Jahre stattfinden. Der Impaktor desChicxulub-Kraters (ein Asteroid oder Komet) wird im Durchmesser auf etwa 10 bis 15 km geschätzt.[11] Vergleichsweise kleinere Einschläge ereignen sich häufiger. So verwüstete der Einschlag imNördlinger Ries (mit einem Impaktor-Durchmesser von etwa 1,5 km), eventuell begleitet von einemzweiten Einschlag im Steinheimer Becken, vor etwa 14,6 Millionen Jahren weite Teile Europas.[12] Mitunter kam es in der Erdgeschichte zu einer Häufung von großen Impaktereignissen innerhalb weniger Jahrmillionen, wie imOberdevon mit dem australischenWoodleigh-Krater, demAlamo-Einschlag im heutigenNevada und der schwedischenSiljan-Impaktstruktur.
Aber auch kleinere Meteoriten können lokal oder regional immensen Schaden anrichten.[13] So sollen nach historischen Berichten im Jahr 1490 inChina bei einem Meteoriteneinschlag mehr als 10.000 Menschen getötet worden sein.[14] Auch dasTunguska-Ereignis, das 1908 eine Fläche von etwa 2.000 km² in Sibirien verwüstete, wird häufig einem Meteoriten zugeschrieben, der in der Atmosphäre explodierte. Ferner wird auf der Grundlage einer kontrovers diskutierten Hypothese vermutet, dass die prähistorische nordamerikanischeClovis-Kultur infolge der Detonation eines Himmelskörpers unmittelbar vor dem Kälterückfall derJüngeren Dryaszeit (vor etwa 12.800 Jahren) vernichtet wurde.[15][16]
Ab etwa den 1990er Jahren werden unter dem Begriff planetare Verteidigung (englischplanetary defense) Pläne bezeichnet, durch technische Methoden und Maßnahmen die Erde vor einem Impakt zu schützen. Die Abwehr der Bedrohung durch den Einschlag eineserdnahen Objekts erfordert frühzeitige Kenntnis und die Fähigkeit, ihn abzulenken. Um einer solchen Bedrohung zu begegnen, müssen potenziell gefährliche Objekte frühzeitig identifiziert werden, ihre Flugbahnen präzise bestimmt und sie regelmäßig überwacht werden, da ihre Bahnen sich unter dem Einfluss anderer Himmelskörper verändern. Zudem müssen Abwehrmethoden getestet und schließlich wirkungsvolle Abwehrmethoden entwickelt werden.
