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„Impact“

Simulation eines Meteoriteneinschlags im Atlantik

Simulation eines Meteoriteneinschlags im Atlantik © Sandia Labboratory

Auf der Erde geschah es vor 65 Millionen Jahren, und 1994 auch auf dem Jupiter- der Einschlag eines mehrere Kilometer großen Meteoriten. Seit der Entdeckung des Chixculub Kraters in Yucatan, dem wahrscheinlichen Einschlagsort des Dinokillers und zahlreicher folgender Untersuchungen sind sich Wissenschaftler weitgehend einig darüber, dass ein solches Ereignis sich – statistisch gesehen – alle 100 Millionen Jahre wiederholen könnte, kleinere Einschläge dagegen schon sehr viel häufiger auftreten können.

Für David Crawford und Mark Boslough, Geophysiker vom amerikanischen Sandia Laboratorium, war dies der Anlass, ihren neuen Supercomputer einen solchen Einschlag simulieren zu lassen. Ihre Frage war: Was passiert, wenn ein Meteorit von gut einem Kilometer Durchmesser in den Atlantik einschlägt?

Für ihre Modellierung griffen sie auf ein bereits früher von ihnen entwickeltes physikalisches Basismodell, den sogenannten „Bang and Splat Shock Code“ zurück. Für die Simulation gaben sie vor, dass ein Meteorit von einem Kilometer Durchmesser mit rund einer Milliarde Tonnen Masse, einer Geschwindigkeit von 60 Kilometern pro Sekunde und in einem 45 Grad Winkel in die Erdatmosphäre eintreten sollte. Für die Berechnung teilte der Computer das Modell in ein Gitterraster mit 54 Millionen Einzelzonen, für die er die jeweiligen Parameter und die resultierenden Ereignisse ermittelte.

48 Stunden lang rechnete und analysierte der Supercomputer, dann konnten Crawfod und Boslough die das Ergebnis begutachten. Die Simulation beginnt mit dem Flug des Meteoriten 30 Kilometer über der Oberfläche. Der Meteorit schiebt dabei bereits eine starke leuchtende Schockwelle vor sich her. Nur sieben Zehntel Sekunden später schlägt er mit der enormen Energie von 300 Gigatonnen TNT – mehr als dem zehnfachen der Sprengkraft aller Nuklearwaffen der Welt – in den Atlantik ein. Der Einschlag verdrängt augenblicklich alles Wasser in der näheren Umgebung und sprengt ein Loch in den Meeresgrund.

Der Meteorit selbst löst sich beim Einschlag auf und verdampft zusammen mit bis zu 500 Kubikkilometer Meerwasser, die entstehende Wasserdampffontäne schießt unter Hochdruck bis in die Atmosphäre und verteilt sich dort. Diese Wasserdampf- und Staubhülle um die Erde reflektiert einen großen Teil des Sonnenlichts und könnte der Erde einen sogenannten „Kometenwinter“ bescheren. Niedrige Küstenbereiche der USA wie Florida würden augenblicklich von einer Flutwelle überrollt werden.

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Die Simulation zeigte nichts wirklich Unerwartetes, sie stimmte sehr genau mit früheren Modellen und Berechnungen, aber auch mit den Beobachtungen von Astronomen während des Shoemaker-Levy-Einschlags auf dem Jupiter überein. „Das Neue an diesem Modell ist, dass wir nun dank des Teraflop-Computers 3D-Simulationen erstellen können, die die Auswirkungen des Einschlags mit erheblich besserer Auflösung zeigen, als alle vorherigen“, erklärt Crawford. So kann nun erheblich besser eingeschätzt werden, ab welcher Größe und unter welchen Bedingungen ein solcher Einschlag regionale oder aber globale folgen nach sich zieht. „Es ist, als wenn ein Astronom ein neues, leistungsfähigeres Teleskop bekommt, und plötzlich sehr viel mehr Sterne erkennen kann.“

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Stand: 27.01.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Simulierte Welten
Modelle der Natur im Computer

Zahlen, Daten und Modelle..
Supercomputer auf dem Vormarsch

Die dritte Säule der Forschung
Die digitale Revolution in der Wissenschaft

Vom Schnittbild zur Virtual Reality in 4-D
Entwicklung und Einsatzgebiete der Computersimulation

Wirbelnde Winde in 3-D
Hurrikanvorhersage aus dem Computer

Sturm auf dem Bildschirm
Simulationen von Unwettern und Blizzards

"Impact"
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Auf den Spuren von Jules Verne
Der virtuelle Blick in das Innere der Erde

Verkehrte Welt im Ostpazifik
El Nino-Vorhersage aus dem Computer

Lawinen auf der Spur
Computersimulationen in der Lawinenforschung

Die Bausteine des Lebens in 3-D
Moleküle aus dem Computer

Die Galerie der 64.000 Wetterfrösche
Computer und die Anfänge der Wettervorhersage

Die Wettermaschinen
Wie funktioniert die Wettervorhersage?

Virtueller Regen...
Lokalen Wetterereignissen auf der Spur

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