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Mehr als einen Kilometer groß dürfte der Meteorit gewesen sein, der einst auf Grönland krachte. Jetzt haben Forscher tief im Eis seine Spuren entdeckt. Aber einige Rätsel des gigantischen Einschlags sind noch ungelöst.

Natural History Museum of Denmark / Cryospheric Sciences Lab / NASA Goddard Space Flight Center / Greenbelt, MD, USA

Am Anfang stand ein Scherz. Zusammen mit Kollegen vom Geologischen Museum Kopenhagen hatte sich Nicolaj K. Larsen vor drei Jahren über eine soeben neu erschienene Karte des Untergrunds von Grönland gebeugt. Sie war mit Hilfe von Radarmessungen entstanden und zeigte die geologischen Formationen unter dem bis zu drei Kilometer dicken Eisschild.

Man war gerade dabei, eine Expedition auf die eisige Insel zu planen. Diese sollte helfen, ein Rätsel zu lösen, das seit mehr als einem halben Jahrhundert offen geblieben war: Im Hof des Museums liegt seit dem Jahr 1963 ein 20 Tonnen schwerer Eisenmeteorit, Agpalilik genannt. Er ist ein Bruchstück des Cape-York-Meteoriten, eines noch viel größeren, wohl mindestens 200 Tonnen schweren Körpers. Dieser soll, so die bisherigen Schätzungen, vor fast 10.000 Jahren in der Erdatmosphäre zerbrochen und dann in einem Gesteinsschauer auf Grönland und seine Umgebung gestürzt sein.

Doch bis heute kennen die Forscher keinen dazu passenden Einschlagkrater. Nun wollten sie einen neuen Versuch starten, diesen doch noch zu finden.

Als Larsen auf die neue Landkarte Grönlands schaute, die da vor ihm und seinen Kollegen lag, blieb sein Blick an einer eigenartigen Struktur im Nordwesten Grönlands hängen, unmittelbar am Rand des Hiawatha-Gletschers. "Ich habe auf diese kreisrunde Formation geschaut und gesagt: 'Da ist euer Krater'", erinnert sich der Forscher. "Wir haben darüber gelacht."

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British Antarctic Survey/ University of Bristol/ University California, Irvine/ UK Natural Environment Research Council

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Doch schnell stellte sich heraus: So abwegig war der Gedanke gar nicht. Allerdings fehlten präzise Radardaten aus der abgelegenen Region, um bestimmen zu können, ob es sich wirklich um einen Krater handelte. Nun, rund drei Jahre später, liegen - auch dank deutscher Forscher - die nötigen Messergebnisse vor. Und ein internationales Team kann im Fachmagazin "Science Advances" von der Entdeckung eines 31 Kilometer breiten Einschlagkraters unter dem grönländischen Eis berichten.

Doch ob die gefundene Formation tatsächlich mit den bekannten Stücken des Cape-York-Meteoriten im Zusammenhang steht, die neben Kopenhagen unter anderem auch im American Museum of Natural History in New York ausgestellt werden, lässt sich weiterhin nicht sagen. Selbst über den Zeitpunkt des Einschlags können die Forscher weiter nur ungefähre Angaben machen.

Und doch haben sie einige faszinierende Dinge herausgefunden. "Der Krater ist außergewöhnlich gut erhalten. Das ist überraschend, denn fließendes Gletschereis ist ein unglaublich effizientes Erosionsmittel, das Spuren des Einschlags schnell entfernt hätte", sagt Kurt Kjær, der leitende Autor der Studie, der ebenfalls am Geologischen Museum Kopenhagen arbeitet. Allzu lange kann der Einschlag also, geologisch gesprochen, nicht her sein. "Möglicherweise entstand er sogar erst vor 12.000 Jahren, also gegen Ende der letzten Kaltzeit", so Kjær.

Damit wäre er in einer wissenschaftlich hochinteressanten Phase gelandet. Forscher sprechen von der sogenannten Jüngeren Dryaszeit, einer Art kurzem Aufflackern der letzten Eiszeit, als es auf der Erde binnen weniger Jahre um bis zu 15 Grad kälter wurde - und Gletscher noch einmal bis nach Großbritannien vorstießen.

Als eine der möglichen Ursachen für diesen Kälteeinbruch wird immer wieder der Einschlag eines Meteoriten diskutiert. Und womöglich lassen sich dessen Spuren auch im Grönländischen Eis nachweisen. In diesem Fall ließe sich also mithilfe des Kraters womöglich sogar ein ganz großes Rätsel der Geoforschung lösen.

Das Problem: Die an der aktuellen Veröffentlichung beteiligten Wissenschaftler können eben nicht zweifelsfrei nachweisen, dass der neu entdeckte Krater und die Abkühlung der Jüngeren Dryaszeit etwas miteinander zu tun haben. Womöglich ist der Einschlag einfach vor viel längerer Zeit passiert. "Es wäre schön, wenn der Krater so jung wäre", sagt Co-Autor Horst Machguth von der Universität im schweizerischen Freiburg. Doch in Wahrheit sei auch ein deutlich höheres Alter gut vorstellbar.

"Eine der spannendsten Arbeiten, an denen ich je beteiligt war", nennt Machguth die aktuelle Veröffentlichung dennoch - auch wegen der Diskussionen unter den beteiligten Wissenschaftlern. Am Ende entschlossen sie sich aber schweren Herzens, einen möglichen Zusammenhang zwischen dem Impakt und der Jüngeren Dryaszeit wieder aus dem Manuskript zu streichen.

Verformte Sandkörnchen

Dabei haben Forscher unter besseren Bedingungen durchaus Chancen, gigantische Impaktereignisse vergleichsweise genau zu datieren. Sie sehen sich dazu zum Beispiel sogenannte Tektite an. Das sind ein paar Zentimeter große Objekte, die entstehen, wenn ein Meteorit auf der Erde einschlägt: Durch die Wucht des Aufpralls wird Material am Boden geschmolzen und ausgeworfen, es erstarrt später zu Glas. Dessen Alter lässt sich mithilfe einer Variante der sogenannten Kalium-Argon-Datierung bestimmen, bei dem der radioaktive Zerfall des Elementes Kalium zu Argon gemessen wird.

"Wir haben aber keinen Zugriff auf Material aus dem Krater, das normalerweise verwendet wird", sagt Forscher Larsen. Ganz ohne nutzbare Proben stehen die Wissenschaftler aber nicht da. So haben Kollegen auf ihren Grönland-Expeditionen in den Sommern 2016 und 2017 Sedimente gesammelt, die durch einen Schmelzwasserkanal aus dem Bereich des Einschlagkraters herausgespült wurden.

An diesen zeigte sich, dass bei einem Teil des ausgespülten Quarzsandes einzelne Körner so deformiert waren, wie es nach einem Aufprall zu erwarten gewesen wäre. "Dies ist ein schlüssiger Beweis dafür, dass die Depression unter dem Hiawatha-Gletscher ein Meteoritenkrater ist", so Larsen. Im Sediment fanden die Forscher auch erhöhte Gehalte von Nickel, Kobalt, Chrom und Gold - und damit Hinweise, dass ein vergleichsweise seltener Typ von Eisenmeteorit für den Einschlag verantwortlich war.

Genug Glaspartikel für eine Datierung kamen bisher aber nicht zusammen.

Weitere wichtige Informationen zum Einschlag lieferten auch Forscher des Alfred-Wegener-Institutes (AWI) in Bremerhaven. Sie hatten ein mit US-Kollegen zusammen entwickeltes Radarsystem im Forschungsflieger "Polar 6" installiert und das Gebiet im Mai 2016 in geringer Höhe überflogen.

Bei der Beobachtung der Eisschichten habe man alles vorgefunden, was einen Meteoritenausschlag auszeichne, berichtet AWI-Forscher Olaf Eisen. Er ist einer der Co-Autoren der aktuellen Forschungsarbeit und gerade auf dem Weg zu einem Forschungsaufenthalt am anderen Ende der Welt, in der Antarktis.

Und dennoch: Die bisher vorliegenden Informationen reichen nicht aus, um den Einschlag vom Hiawatha-Gletscher zweifelsfrei mit den Trümmern des Cape-York-Meteoriten zusammenzubringen. Für die Altersbestimmung reichen sie auch nicht - und damit auch nicht, um endlich einen Verantwortlichen für die Abkühlung in der Jüngeren Dryaszeit zu finden.

Nicolaj K. Larsen ist trotzdem optimistisch. Vielleicht gelänge es ja in Zukunft, bei einer Bohrexpedition Material vom Kraterboden heraufzubefördern. Das wäre aufwendig und nicht ganz billig, aber mit Hilfe von Warmwasserbohrgeräten wohl durchaus machbar.

Die Herausforderung wäre groß: Die Einschlagsenke ist 31 Kilometer breit, ein Bohrloch nur zehn Zentimeter. Was also, wenn man nach komplizierten Arbeiten unter den Extrembedingungen Grönlands am Boden des Kraters nur jüngere Sedimente findet - aber eben kein Glas? Vielleicht, so die Hoffnung dann, könnte man noch den Rest der Wärme des einstigen Einschlags finden.

Vielleicht aber auch nicht.

Immerhin, es gäbe dann noch eine zweite Chance - und zwar, dass sich Hinweise auf den Impakt in anderen geologischen Archiven finden. Schließlich müssten bei dem Einschlag große Mengen Material in die Luft geworfen und später über große Flächen verteilt wieder zum Boden zurückgekommen sein - mit massiven Folgen für das Klima auf der Erde in der Zwischenzeit.

Spuren dieses Ereignisses könnten sich zum Beispiel in Sedimentkernen aus dem Arktischen Ozean finden. Oder in Eiskernen, wie Forscher in Grönland schon zahlreiche erbohrt haben. Der geografisch nächste Bohrkern stammt vom Camp Century. Dieser Ort ist in den vergangenen Jahren weltweit bekannt geworden, weil die US-Armee dort in den Sechzigerjahren in einem Geheimprojekt Atomraketen stationieren wollte. Dazu kam es zwar nicht, aber große Umweltbelastungen sind geblieben, einstweilen unter dem Eis - doch sie könnten eines Tages wieder ans Tageslicht kommen.

Im Detail

Horst Machguth

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Doch am Camp Century unternahm der Däne Willi Dansgaard zur gleichen Zeit auch die erste Tiefenbohrung ins Grönländische Eis, gerade einmal 300 Kilometer von der nun entdeckten Einschlagstelle entfernt. Allerdings hatte bei der Analyse des Kerns damals niemand nach Spuren des Impakts gesucht - und unverbrauchtes Probenmaterial existiert heute fast keines mehr. Und auch aus anderen Bohrkernen wie etwa dem der "Neem"-Bohrung gibt es bisher keine Hinweise auf einen Einschlag.

Natürlich werden Wissenschaftler das Kernmaterial aller Bohrkerne aus Grönland nun mit anderen Augen ansehen. Aber womöglich wird auch das am Ende keinen zweifelsfreien Aufschluss über das Ereignis bringen, das sich einst am Rand des heutigen Hiawatha-Gletschers abgespielt hat.

Und selbst wenn es so wäre.

Dann bliebe noch immer das Staunen. Das Staunen darüber, dass auf unserer scheinbar so gut erforschten Erde mal eben ein bisher unbekannter, mehr als 30 Kilometer messender Krater gefunden wurde. "Das ist gewaltig", sagt Forscher Machguth. "Man darf nie den Eindruck haben, dass man bereits alles entdeckt hat."

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