METEORITEN
Expedition zum Elgygytgyn-Kratersee
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Wien 
astronews.com
26. Mai 2009

Ein internationales Forscherteam ist jetzt aus der sibirischen Arktis zurückgekehrt, wo es Bohrungen im Elgygytgyn-See durchgeführt hat, der vor rund 3,6 Millionen Jahren durch einen Meteoriteneinschlag entstanden ist. Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Auswertung der Bohrkerne neue Erkenntnisse über den damaligen Einschlag sowie über die Klimaentwicklung in der Region in den vergangenen Jahrtausenden.

Typische Impaktbrekzie: Die verschiedenen Gesteine repräsentieren eine Mischung aus mehreren hundert Metern Grundgestein vor dem Meteoriteneinschlag. Bild: C. Koeberl, Universität Wien [Großansicht]

Christian Koeberl, Leiter des Departments für Lithosphärenforschung der Universität Wien, ist vor kurzem aus der sibirischen Arktis zurückgekehrt. Er ist einer der Projektleiter des vor wenigen Wochen im Rahmen des International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) durchgeführten Tiefbohrprojektes am Elgygytgyn-Kratersee. Ziel der Unternehmung ist es, durch Analyse der Bohrkerne neue Erkenntnisse im Bereich der Einschlagforschung, aber auch zur arktischen Klimaentwicklung zu gewinnen.

Der Elgygytgyn-See ist vor rund 3,6 Millionen Jahren durch einen Meteoriteneinschlag entstanden. Der Krater und der darin befindliche See sind aus zwei Gründen für die Forschung interessant: Erstens handelt es sich um den einzigen bisher bekannten Meteoritenkrater in sauren vulkanischen Gesteinen und bietet daher die Möglichkeit, Einschlageffekte an solchen Gesteinen zu untersuchen. Das ist für die vergleichende Planetenforschung von großem Interesse.

Zweitens handelt es sich bei den mehr als 300 Meter langen Seesedimenten um ein einzigartiges Archiv der bisher wenig bekannten Klimageschichte in der Arktis. Die Auswertung der Daten wird zu einem besseren Verständnis von Ursache- und Wirkungsbeziehungen für Klimaveränderungen beitragen. Diese Prognosen sind für die zukünftige Klimaentwicklung von großer Bedeutung.

Das extrem aufwendige Bohrprojekt wurde Anfang Mai erfolgreich abgeschlossen. Wie erhofft wurden unter den Seesedimenten tatsächlich sogenannte Impaktbrekzien, also typische Spuren des damaligen Meteoriteneinschlags, erbohrt. Direkt unter den Seesedimenten befindet sich eine mehrere Dutzend Meter mächtige Schicht aus Trümmern verschiedener Gesteinsarten, die mit einer feinkörnigen Matrix zementiert sind. Solche Gesteine kennt man auf der Erde nur von Meteoritenkratern. Unter dieser Schicht fand sich zerrüttetes vulkanisches Grundgebirge, das während des Meteoriteneinschlags geschockt, zerbrochen und hochgehoben wurde.

Bei der Bildung des Zentralbergs, der für einen Krater dieser Größe auf der Erde typisch ist, federt tief liegendes Gestein zur Oberfläche und erstarrt. Krater mit Zentralbergen nennt man auch "komplexe" Impaktkrater. In weniger als einer Minute hebt sich ein Berg von mehreren Kilometern Durchmesser um mehr als einen Kilometer aus dem Boden. Mit den über 200 Metern Impaktbrekzien, die bei der Bohrung gewonnen wurden, wird der Prozess des Meteoriteneinschlags genau untersucht werden können. Insgesamt wurde im Rahmen dieses Projektes eine Bohrtiefe von 517,3 Meter unter dem Seeboden, bzw. von der Oberfläche von 687,3 m erreicht.

Die Bohrkerne werden im Juni von der Stadt Pevek am Eismeer mittels Charterflugzeug nach St. Petersburg gebracht. Dort beginnt der lange Prozess der Ausfuhrgenehmigungen. Im Herbst 2009, so die Planung, werden die Bohrkerne in Deutschland eintreffen, von wo aus die weiteren Untersuchungen koordiniert werden. Die Gesamtauswertung benötigt mehrere Jahre.

In Österreich werden unter der Leitung von Impaktforscher Christian Koeberl die Impaktgesteine für das gesamte internationale Projekt bearbeitet. Neben der genauen Studie der geschockten Vulkanite, wird die Natur des Asteroiden, der den Krater gebildet hat, analysiert. Darüber hinaus wird man eine Aussage über die Energieverhältnisse beim Einschlag, und daher über die Auswirkungen des Einschlages auf die Umwelt, machen können.

Das Forscherteam hatte am 14. April 2009 bei einer Tiefe von rund 312 Meter unter dem Seeboden (482 Meter Gesamttiefe) den Übergang zwischen den Seesedimenten und den Impaktgesteinen - und damit den Zeitmarker von 3,6 Millionen Jahren - erreicht. Diesem wichtigen Etappensieg in dem Projekt ging ein langer und schwieriger Weg voraus: Allein für die wissenschaftliche Planung, die Finanzierungsanträge, und die Beschaffung der nötigen Bewilligungen wurden acht Jahre benötigt.

Vor Ort stellte sich dann beispielsweise heraus, dass man die Eisdecke über dem 170 Meter tiefen See für die etwa 75 Tonnen schwere Bohrplattform und den verschiedenen Bulldozer und anderen Gefährten verstärken musste. Es wurde Seewasser an die Eisoberfläche gepumpt, wo es dann auf Grund der niedrigen Temperaturen erstarrte. Mehrere hundert Tonnen Ausrüstung mussten teilweise von Übersee in diesen sehr entlegenen Teil Sibiriens gebracht werden.

Die nächstgelegene Stadt ist Pevek am arktischen Ozean, 350 Kilometer von der Bohrplattform entfernt. Dort gibt es einen Flughafen und Hafen - ersterer wird allerdings nur alle zwei Wochen (von Moskau aus) angeflogen, letzterer ist nur drei Monate im Sommer offen, ansonsten zugefroren. Im Sommer 2008 wurde bereits die gesamte Bohranlage nach Pevek verschifft. Temperaturen von bis zu  minus 30 Grad Celsius und Stürme mit bis 100 Kilometern pro Stunde, die dann zu gefüllten Temperaturen von minus 50 Grad Celsius führten, erschwerten die Arbeiten.

Der größte Teil der Ausrüstung wurde über Land auf einer speziell errichteten "Schneepiste" zum Kratersee gebracht, während Personal und Wissenschaftler sowie spezielle Geräte mit dem Lastenhubschrauber von Pevek eingeflogen wurden. Jeder der bisher etwa 15 Flüge kostete  etwa 13.000 Euro. Insgesamt ergaben sich Kosten von etwa 10 Millionen US-Dollar für die Bohrung. Darin sind die ab jetzt mehrere Jahre dauernden wissenschaftlichen Untersuchungen der erhaltenen Bohrkerne noch nicht enthalten.

An den Kosten beteiligten sich neben dem ICDP, die US-amerikanische National Science Foundation, das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie das österreichische Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung. Weitere Projektpartner sind Prof. Julie Brigham-Grette (University of Massachusetts-Amherst, USA), Prof. Martin Melles (Universität Köln, Deutschland) und Dr. Pavel Minyuk (Russische Akademie der Wissenschaften, Magadan, Russische Föderation).