Als Musik-Video am Wochenende bietet sich das folgende frisch vom DLR an:
Hier geht es zur vollen Pressemitteilung des DLR für all diejenigen, die keine Ahnung haben, was die Sonde Dawn macht (Asteroiden besuchen: bei Vesta war sie und nun geht’s zu Ceres) und dass, das DLR die Kamera beigesteuert hat.
Am Südpol von Vesta gibt es einen Krater mit über 500 km Durchmesser in dessen Mitte ein 22 km hoher Berg aufragt. Der Berg ist damit mehr als zwei mal so hoch wie der Mount Everest. Allerdings bin ich etwas überrascht von der Aussage, dass sie ‘solche Ausmaße bisher auf keinen planetaren Körper gesehen haben’.
Gestatten, Olympus Mons auf dem Mars:
Der Vulkan ist 26.4 km hoch mit einem Durchmesser von fast 600 km.
Aber vielleicht ist auch gemeint, dass ein Einschlagkrater mit einem so riesigem Zentralberg in unserem Sonnensystem seinesgleichen sucht.
Ich finde solche Zentralberge absolut faszinierend, weil ihre Entstehung der ‘normalen’ menschlichen Erwartung widerspricht: Wenn ein großes Fels auf den Boden einschlägt, erwarten wir gemeinhin ein großes Loch im Boden. Das ist auch das, was bis zu einer gewissen Kratergröße beobachtet wird. Ab einer kritischen Kratergröße also ab einer gewissen Einschlagsenergie – abhängig von der Eigengravitation des Himmelkörpers und der Bodenbeschaffenheit am Einschlagsort – passiert etwas sehr Seltsames. Der Boden in und um den Krater zeigt Eigenschaften einer zähen Flüssigkeit.
Auf dem folgenden Bild ist sehr gut zu erkennen, wie sich um den Krater Rhea Siliva auf Vesta richtige Schock-Wellen gebildet haben, die anschließend im Gestein ‘fest gefroren’ sind.
Bild: NASA, DLR
Auch der Fels im Krater selbst verhält sich seltsam beim und kurz nach dem Einschlag (zumindest soweit ich das auf Konferenzen und beim Lesen vereinzelter Publikationen mitbekommen habe) er verformt sich elastisch und schnellt kurze Zeit nach dem Einschlag ‘elastisch’ zurück (elastic rebound). Den Einschlagskörper selbst zerreißt und ‘verdampft’ es förmlich bei dem Einschlag.
Dieser Prozess kann zumindest teilweise die Entstehung des Zentralberges erklären.
Ich hab auch eine Simulation
und Laborexperimente zu dem Thema gefunden:
Es scheint aber – wie immer – nicht ganz so ‘einfach’ zu sein. Ich hab zumindest einige Publikationen gefunden, die anführen, dass ‘elastic rebound’ alleine nicht die Höhe von Zentralbergen bzw. anderen noch komplexeren Strukturen bei noch größeren Kratern erklären kann. In einer Publikation von Melosh und Ivanov aus dem Jahr 1999 erklären die Autoren, dass es nach dem Einschlag – wenn der Krater sich abkühlt – erst richtig losgeht. Ein Teil des frischen Einschlagkraters stürzt insbesondere an den Hängen in sich zusammen und Material in der Mitte beginnt sich allmählich aufzuwölben, um dem Ungleichgewicht zu begegnen, den der Einschlag im lokalen Gravitationsfeld erzeugt hat.
Um das zu verstehen, ist es hilfreich sich vor Augen zu führen, dass i.A. die Oberfläche eines planetaren Körpers sich in einem Kräftegleichgewicht befindet. Auf einen beliebigen Stein auf der Oberfläche wirkt zum einen die Massenanziehung des planetaren Körpers, die durch die Kräfte, die das Gestein in sich zusammenhalten, wieder ausgeglichen werden muss; Wenn es diese Bindungen im Gestein nicht gäbe, würde der Stein sonst einfach ins Zentrum des planetaren Körpers stürzen. Wenn aber das ganze Gestein auf einen Schlag zusammengedrückt wird, dann ist das gesamte Material auf einmal unter der imaginären Fläche, auf der alle Kräfte – vor dem Einschlag – im Gleichgewicht waren (die Äquipotentialfläche).
Nach dem Einschlag ‘versucht’ das Gestein daher wieder zurück zu ‘fließen’. Da aber das Gestein nach der Abkühlung nicht mehr so fließfähig ist, kommt es nicht zu einem gleichmäßigen Wiederauffüllen des Kraters sondern eben zu diesem Wechselspiel aus In-Sich-Zusammenstürzen am Rand und der Aufwölbung in der Mitte, was dann insgesamt den Zentralberg und andere Strukturen bei noch größeren Kratern zur Folge hat.
Beide Effekte – das elastische Zurückschnellen wie die anschließende Umformung – wird bei der Kraterbildung sicherlich eine Rolle spielen. Ich persönlich finde es allerdings erstaunlich, dass diese anschließende Umformung viel mehr zum Zentralberg beitragen soll als das elastische Zurückschnellen beim Einschlag. Allerdings bin ich nicht wirklich ein Experte auf diesem Gebiet und wir sprechen hier auch von Geschehnissen, die sich – zum Glück – unserer Vorstellung und Erfahrung entziehen. Ich kann also nicht wirklich kompetent sagen, welcher Effekt hier die Oberhand hat oder ob sich beides ausgleicht oder ob gar noch weitere Effekte hier eine Rolle spielen.
Ich bin also gerade angenehm verwirrt und warte mal ab, ob mir in Zukunft was zu dem Thema unterkommt und schließe mit meinem Lieblingskrater plus Zentralberg ab: dem Todestern Krater Herschel auf dem Saturnmond Mimas
Bild: NASA/JPL/Space Science Institute.
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