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Tunguska-Asteroid : Feuerwerk über der Taiga

Bild: Sandia National Laboratories

Im Juni 1908 zerstörte tief in Sibirien eine rätselhafte Explosion ein ganzes Waldgebiet. Das Geheimnis ist heute weitgehend gelüftet. Mit beunruhigendem Resultat. Offenbar gehört weniger dazu, eine große Katastrophe auszulösen, als gedacht.

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          Leonid Alexejewitsch Kulik verstand das alles nicht. Im Sommer 1927 war der Petersburger Mineraloge nach jahrelangen Verzögerungen durch den russischen Bürgerkrieg endlich an die Ufer eines Flusses namens "Steinige Tunguska" gelangt. Hier, mitten in Sibirien, hatte er gehofft, eine riesige Menge reinen Eisens bergen zu können. Das jedenfalls hatte er der Sowjetregierung versprochen. Doch hier war kein Eisen, hier war überhaupt nichts so, wie es nach Kuliks Meinung sein sollte.

          Ulf von Rauchhaupt
          (UvR), Wissenschaft

          Dabei waren die bewaldeten Hänge des Tunguska-Gebietes 19 Jahre zuvor von einer gewaltigen Explosion erschüttert worden. Augenzeugen hatten berichtet, am frühen Morgen des 30. Juni 1908 Leuchterscheinungen am wolkenlosen Himmel wahrgenommen zu haben, dann Detonationen. Ein Zeuge beschrieb außerdem eine heiße Druckwelle. Der Boden hatte gezittert. Erdbebenwellen waren noch in Europa registriert worden. Für Kulik konnte das nur eines bedeuten: Hier war ein großer Meteorit niedergegangen.

          Lange Zeit ein Rätsel

          Was es wirklich war, darüber rätselte die Wissenschaft bis in die neunziger Jahre des 20. Jahrhunderts. Eine nicht unwichtige Einzelheit verspricht die neuste Veröffentlichung zum Thema sogar erst jetzt zu klären. Sie erscheint jetzt im International Journal of Impact Engineering und wurde von Mark Boslough und David Crawford verfasst. Beide arbeiten an den Sandia National Laboratories in Albuquerque, New Mexico - nicht zufällig ein Forschungsinstitut, das sich hauptsächlich mit allem rund um das Thema Kernwaffen befasst. Denn das über der Tunguska entfesselte Inferno kann sich durchaus mit der einer sehr großen modernen Atombombe messen: Bisherige Schätzungen belaufen sich auf eine Energie, welche die Detonation von 10 bis 15 Megatonnen des chemischen Sprengstoffes TNT freisetzen würde.

          Bild: F.A.Z.

          Wäre damals wirklich ein Eisenmeterorit mit einer Bewegungsenergie dieser Größenordnung in die Atmosphäre über Sibirien eingedrungen, dann hätte Leonid Kulik an der Tunguska auf einen gut einen Kilometer breiten und 200 Meter tiefen Krater treffen müssen, ähnlich dem Barringer Crater in Arizona. Doch Kulik fand keinen Krater. Eine wassergefüllte Kuhle, die er trockenlegen ließ, enthielt statt Meteoreisen nur alte Baumstümpfe. Auch spätere Expeditionen fanden keine Einschlagspuren. Nur Millionen umgeknickter Bäume in einem Gebiet von 50 Kilometer Durchmesser.

          Inspiration für Lems „Die Astronauten“

          So wurde das "Tunguska-Ereignis" zum Rätsel. Die Hypothesen darüber, was dort im Sommer 1908 explodiert war, reichten von einem in der Erdatmosphäre verdampfenden Kometen - gar einem, der mit schwerem Wasser angereichert war und als natürliche Wasserstoffbombe detonierte - über Antimaterie, kleine Schwarze Löcher bis hin zu einem havarierten außerirdischen Raumschiff - eine Idee, die in Stanislaw Lems Roman "Die Astronauten" zu literarischen Ehren kam. Auch diverse cineastische Erzeugnisse, von Tarkowskis "Stalker" bis zu den "X-Files", ließen sich von Tunguska anregen.

          Erst Ende der neunziger Jahre begannen sich die meisten Wissenschaftler auf ein Szenario zu einigen: Demnach war es kein Komet aus Eis und Staub, sondern ein steinerner Asteroid mit einem Durchmesser von weniger als 100 Metern. Solche Boliden zerbersten in einem sogenannten "Airburst", wenn sie in einer Höhe von fünf bis zehn Kilometern auf so dichte Atmosphärenschichten treffen, dass sie am Luftwiderstand zerbrechen. Durch die Fragmentation vergrößert sich der Querschnitt des kosmischen Eindringlings, was seine Aerodynamik noch weiter verschlechtert. Dieser sich selbst verstärkende Prozess wandelt nun ein Großteil der kinetischen Energie des Falls sehr schnell in Expansionsenergie der Trümmerwolke um. Das Ganze hat daher den Charakter einer Bombenexplosion, die den Asteroiden so weit pulverisiert, dass nichts übrigbleibt, was einen Krater verursachen könnte. Und das ist keine reine Theorie. Als 1994 die Bruchstücke des Kometen Shoemaker-Levy 9 vor den Augen der Astronomen in die Atmosphäre des Jupiter stürzten, konnte man das Airburst-Phänomen gut beobachten.

          „Das bisherige Verständnis war zu einfach“

          Damit schien auch geklärt, wie groß der Tunguska-Asteroid gewesen war. Man musste ja einfach den Flurschaden an der "Steinigen Tunguska" mit den aus der Kernwaffen-Literatur gut bekannten Folgen einer Bombenexplosion in einigen Kilometern Höhe vergleichen. So ergaben sich die genannten 10 bis 15 Megatonnen TNT, was der kinetischen Energie eines 50 bis 60 Meter dicken Steinasteroiden mit typischer Anfluggeschwindigkeit auf die Erde entspricht.

          Genau an dieser Zahl rütteln nun die neuen Untersuchungen aus New Mexico. "Das bisherige Verständnis war zu einfach", fasst Mark Boslough sein Resultat zusammen. Simulationsrechnungen mit den in den Sandia Laboratories verfügbaren Hochleistungscomputern und ihrer auf Explosionen spezialisierten Software zeigten, dass man sich einen Asteroiden-Airburst nicht einfach als Detonation in einer bestimmten Höhe vorstellen darf. So legt sich in den Simulationen ein ringförmiger Luftwirbel um die Explosion, der die Reibung zwischen dem Feuerball und der umgebenden Atmosphäre erheblich reduziert. Daher rast der Schwerpunkt der explodierenden Steinwolke auch nach dem Zerbersten noch mit Überschallgeschwindigkeit zur Erde und fokussiert die Energie strahlförmig nach unten. Die Folge sind eine stärkere Druckwelle und höhere Temperaturen am Boden.

          Nur verbrannte und umgestürzte Bäume

          Bei größeren Boliden, deren Feuerbälle bis zur Erdoberfläche gelangen, werden Boslough und Crawford zufolge Temperaturen von 5000 Grad erreicht. Solche Hitze verwandelt Sand in dünnflüssige Schmelze, die sich in Vertiefungen sammelt und anschließend zu dicken Glasschichten erstarrt. Ein Glasvorkommen dieser Art gibt es in der Libyschen Wüste Ägyptens und war Quelle eines lange rätselhaften gläsernen Skarabäus in den Juwelen im Grab des Tutanchamun. Mark Boslough vermutet, dass dieses Glas vor 29 Millionen Jahren bei einem großen bodennahen Airburst entstand.

          In Tunguska wurde kein Glas gefunden, nur verbrannte und umgelegte Bäume. "Tatsächlich hat es weniger Zerstörung gegeben, als man bisher dachte", sagt Boslough. Die bisherigen Abschätzungen der Kernwaffen-Experten hätten weder die hügelige Topographie vor Ort berücksichtigt noch den Umstand, dass sich der Wald im Sommer 1908 noch nicht von vorangegangenen Waldbränden erholt hatte. Auch aus diesem Grund dürfte der Asteroid deutlich kleiner gewesen sein als bisher angenommen. Genauere Werte hofft Boslough in zukünftigen Simulationen mit realistischem Landschaftsrelief ermitteln zu können. Schon jetzt ist er sich aber sicher, dass die Energie des Tunguska-Boliden kaum größer gewesen sein kann als drei bis fünf Megatonnen TNT, also lediglich einem Drittel des bisher veranschlagten Wertes.

          Genug Energie, eine Stadt zu vernichten

          Die Frage nach der Energie des Tunguska-Ereignisses ist nicht ganz akademisch. Sie hätte in jedem Fall ausgereicht, um etwa Sankt Petersburg zu vernichten - was auch passiert wäre, hätte der Stein anno 1908 die Erde ein paar Stunden später getroffen. Da wüsste man dann doch gerne, wie häufig unser Planet von Asteroiden der Tunguska-Klasse getroffen wird.

          Unter diesem Gesichtspunkt ist es nun keine gute Nachricht, dass der Meteorit kleiner war als bisher vermutet. Denn kleinere Asteroiden schwirren sehr viel mehr durchs All als größere. Vor fünf Jahren haben Forscher um Peter Brown von der University of Western Ontario einmal alle Treffer zusammengetragen, welche die Erde im Jahrzehnt davor durch kleine Asteroiden erlitten hat. Die Daten stammen vor allem von Satelliten, welche die Erdatmosphäre auf oberirdische Kernwaffentests überwachen. Die meisten dabei registrierten Airbursts bringen es nur auf Energien von unter einer Kilotonne TNT - sind also größere Sternschnuppen. Rechnet man damit nun auf die Wahrscheinlichkeit für größere Brocken hoch, so wäre mit einem Boliden von zehn Megatonnen kinetischer Energie - und damit nach bisheriger Auffassung mit einem Airburst von Tunguska-Ausmaß - nur alle tausend Jahre einmal zu rechnen.

          Kleinere Objekte, häufigere Einschläge

          Wenn aber Explosionen von der Wucht des Tunguska-Ereignisses durch deutlich kleinere Objekte ausgelöst werden, wie es die Simulationen von Boslough und Crawford nahelegen, dann sind sie auch entsprechend häufiger. Möglicherweise kommt es alle hundert Jahre einmal dazu. "Wir sollten daher verstärkte Anstrengungen unternehmen, nach solchen kleineren Objekten Ausschau zu halten", sagt Boslough. Alle hundert Jahre - demnach wäre es nun bald wieder so weit. Nun sagt die statistische Trefferwahrscheinlichkeit nichts darüber, wann es tatsächlich das nächste Mal knallt. Allerdings haben die Astronomen erst im November einen neuen Asteroiden entdeckt, der mit über 50 Meter Durchmesser vermutlich sogar noch größer ist als das Tunguska-Objekt - und dessen Bahn die der Erde kreuzt. Zum Glück wird 2007WD5, so sein Name, uns in den nächsten Jahrhunderten nicht gefährlich nahe kommen. Dafür aber rast er geradewegs auf den Mars zu.

          Am 30. Januar ist er da. Vermutlich wird 2007WD5 den Roten Planeten knapp verfehlen. Aber im Moment beträgt die Einschlagswahrscheinlichkeit 1 zu 25 - ein Wert, der bei einem Brocken auf Erdkurs sofort schrillen Alarm

          und weltweite Weltuntergangsstimmung auslösen würde. Einem möglichen Treffer auf dem Mars dagegen sehen zumindest Wissenschaftler mit Entzücken entgegen. Mit drei Sonden im Marsorbit und zwei weiteren am Boden - einem davon, der Rover Opportunity, in einer Gegend südlich des möglichen Einschlaggebietes - könnten sie im Fall der Fälle aus nächster Nähe das Feuerwerk ihres Forscherlebens verfolgen. Einen Airburst dürften sie wegen der dünnen Marsatmosphäre nicht sehen. Dafür aber die Entstehung eines nagelneuen 800-Meter-Kraters.

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