Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Freiburg hat unter dem Eis Nordgrönlands einen Meteoriten-Krater von 31 Kilometer Durchmesser entdeckt. Dies ist die erste Entdeckung eines Meteoriten-Kraters unter einem der Eisschilder der Erde. Die Forscher haben während der vergangenen drei Jahre an ihrer Entdeckung aus dem Jahre 2015 geforscht. Die Resulate wurden heute in der wissenschaftlichen Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Mit mehr als 31 km Durchmesser ist dieser Krater einer der grössten bekannten der Erde. «Innerhalb des Kraters fände die ganze Stadt Paris Platz», sagt Horst Machguth von der Universität Freiburg. «Der Krater wurde gebildet, als ein Eisen-Meteorit von mehr als einem Kilometer Durchmesser in Nordgrönland einschlug und liegt seither versteckt unter fast einem Kilometer Eis.» Ob der Einschlag damals vergletschertes oder eisfreies Land traf, ist nicht bekannt.

Riesige kreisförmige Vertiefung
Der Krater wurde im Juli 2015 entdeckt, als dänische Forscher eine neue Karte des Felsbettes des grönländischen Eisschildes studierten. Sie bemerkten eine riesige, bisher unentdeckte kreisförmige Vertiefung unter dem sogenannten Hiawatha-Gletscher, welcher sich im Nordwesten Grönlands befindet.

«Wir wussten sofort, dass dies etwas Besonderes war, aber gleichzeitig war klar, dass es schwierig sein könnte, den Ursprung der Vertiefung zu eruieren», sagt Kurt Kjær vom Dänischen Naturhistorischen Museum und Erstautor der Studie. «Wir vermuteten, dass die Depression ein zuvor unbeschriebener Meteroriten-Krater sein könnte, aber uns fehlten schlüssige Beweise.»

Der entscheidende Hinweis
Als das Forscherteam ein Flugzeug des Deutschen Alfred Wegener-Instituts zum Hiawatha-Gletscher schickte wurde die Vermutung verstärkt, dass es sich bei der grossen Vertiefung um einen Meteoriten-Krater handelt. Mittels eines neuen leistungsstarken Radarsystems wurde der Krater und das darüberliegende Eis kartiert. Der ebenfalls an der Studie beteiligte NASA-Glaziologe Joseph MacGregor erläutert:

«Um unsere Hypothese zu testen, mussten wir durch das Gletschereis blicken und die Depression genau abbilden. Unsere Kollegen des Alfred-Wegener-Instituts und der Universität Kansas führten eine detaillierte Radaruntersuchung durch. Die Messungen übertrafen alle Erwartungen und bildeten die Struktur des Eises und die darunter liegende Gesteinsoberfläche in atemberaubenden Details ab. Wir fanden wichtige Merkmale, die typischerweise mit einem grossen Metoritenkrater verbunden sind, so ein deutlicher kreisförmiger Rand und eine zentrale Erhebung.»

Dass die Vertiefung wie ein Meteoriten-Krater aussieht, beweist jedoch noch nicht, dass es sich tatsächlich um einen solchen handelt. Daher besuchten Mitglieder des Forschungsteams das Gebiet in den Sommern 2016 und 2017, kartierten tektonische Strukturen entlang des Gletscherrandes und nahmen Sedimentproben.

«Die Quarzkörner in den Sedimentproben enthielten sogenannte planare Deformationsmerkmale. Solche entstehen nur unter extremstem Druck, der für kurze Momente bei einem grossen Meteoriteneinschlag auftritt. Sie sind daher der Beweis, dass es sich bei der Vertiefung unter dem Hiawatha-Gletscher um einen Meteoriten-Krater handelt», sagt Nicolaj K. Larsen von der Universität Aarhus in Dänemark. Horst Machguth ergänzt: «Wir mussten jedoch auch beweisen, dass der Quarzsand tatsächlich aus der untersuchten Vertiefung ausgeschwämmt wurde und nicht von anderswo. Eine umfassende Analyse von Satellitenbildern half uns aufzuzeigen, dass er erst vor wenigen Jahren durch einen grossen Schwelzwasserfluss abgelagert wurde, dessen Ursprung sich tatsächlich unterhalb des Hiawatha-Gletschers befindet».

Die Auswirkungen des Einschlags auf das Klima und das Leben auf der Erde
Frühere Studien haben gezeigt, dass grosse Meteoriten-Einschläge das Erdklima beinflussen mit teilweise einschneidenden Konsequenzen für das Leben auf der Erde. Es ist daher gerechtfertigt, nach dem Zeitpunkt des Einschlages am Hiawatha-Gletscher und dessen Einfluss auf den Planeten zu fragen.

«Der Krater ist sehr gut erhalten. Das ist überraschend, denn Gletschereis kann den Untergrund stark erodieren und somit die Spuren des Aufpralls relativ bald entfernen. Dies zeigt unserer Meinung nach, dass der Krater aus geologischer Sicht recht jung sein könnte. Bis jetzt konnten wir das Alter nicht direkt datieren. Der Zustand des Kraters lässt jedoch vermuten, dass er erst nach dem Einsetzen der Vergletscherungen Grönlands gebildet wurde, also vor weniger als etwa drei Millionen Jahre», sagt Horst Machguth.

«Der nächste Forschungsschritt wird sich auf den Zeitpunkt des Einschlags fokussieren. Dies ist eine grosse Herausforderung, da wahrscheinlich Material gewonnen werden muss, das während des Aufpralls geschmolzen ist. Dieses Material befindet sich unter Hunderten von Metern von Gletschereis. Es ist jedoch entscheidend, um zu verstehen, wann der Hiawatha-Krater gebildet wurde und wie sich der Einschlag auf das Leben und das Klima der Erde auswirkte», so Kurt Kjær.