Forscher der University of Texas at Austin haben ein wichtiges Stück der geologischen Geschichte Oklahomas revidiert, mit möglichen Auswirkungen darauf, wie Wissenschaftler große Ereignisse in der Geschichte des Lebens auf der Erde interpretieren.

Unter der Stadt Ames, Oklahoma, liegt eine Meteoriteneinschlagstruktur, die sich meilenweit unter der Erde erstreckt. Sedimentschichten bedecken heute den Krater, aber er bleibt sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich bedeutend. Die Ames-Einschlagstruktur ist auch ein bedeutender Produzent von Öl und Gas.

Jahrelang wurde der Ames-Krater einer Gruppe großer Meteoriteneinschläge in Nordamerika zugerechnet, die auf etwa 467,5 Millionen Jahre datiert wurden. Diese Periode ist als Ordovizisches Meteoritenereignis bekannt. Weil so viele Einschlagstrukturen aus etwa derselben Zeit zu stammen scheinen, haben einige Forscher vorgeschlagen, dass die Erde während des Mittleren Ordoviziums einst von einem Saturn-ähnlichen Ring aus Asteroidentrümmern umgeben gewesen sein könnte.

Neue Arbeiten von UT-Forschern zeigen nun, dass der Ames-Einschlag nicht zu dieser Episode gehört. Durch die Datierung von Zirkonkristallen, die aus durch den Einschlag verändertem Granit stammen, bestimmte das Team, dass der Meteorit vor etwa 370 Millionen Jahren während des Späten Devons einschlug. Das macht den Krater fast 100 Millionen Jahre jünger als bisher angenommen.

"Egal welche Technik wir verwendeten, es kam immer wieder dieses jüngere Signal zurück", sagte Hauptautorin Elizabeth Catlos, außerordentliche Professorin am Institut für Erd- und Planetenwissenschaften der UT. Die Forschung wurde im Juli in Meteoritics & Planetary Science veröffentlicht.

Vor dieser Studie war der Ames-Einschlag nur anhand biologischer Beweise datiert worden. Forscher hatten Zähne eines alten aalähnlichen Tieres namens Conodont gefunden, die im Gestein erhalten geblieben waren. Diese Fossilien stammten von Organismen, die während der älteren Ordovizium-Periode lebten. Aber Catlos sagte, die Zähne seien wahrscheinlich bereits Millionen Jahre alt gewesen, als der Asteroid einschlug. Der Einschlag wirbelte wahrscheinlich älteres Material auf und mischte die Fossilien in die Gesteine, während er sie noch konservierte.

Die Zirkon-Datierung liefert eine ganz andere Zeitlinie. Sie zeigt, dass der Ames-Krater nicht während des Ordovizischen Meteoritenereignisses entstanden sein kann. Stattdessen platziert sein neues Alter ihn nahe dem Frasnium-Famennium-Massenaussterben, das vor etwa 372 Millionen Jahren stattfand und einen großen Teil des marinen Lebens auf der Erde auslöschte.

Danny Stockli, Dekan der Jackson School of Geosciences und Mitautor der Studie, sagte, die Zirkon-U-Pb-Datierung biete eine der genauesten Methoden, um zu bestimmen, wann Ereignisse tief in der Erdvergangenheit stattfanden. Zirkonkristalle können auch mikroskopische Strukturen bewahren, die durch den intensiven Druck während eines Einschlags entstanden sind.

"Diese kleinen Kristalle erlauben es uns, in der Zeit zurückzureisen und etwas über die großen Veränderungen der antiken Landschaften der Erde zu lernen", sagte Stockli. "Es wäre großartig, dies für mehr der Meteoriteneinschlagstellen auf dem Kontinent zu tun, damit wir eine genauere Zeitlinie für diese großen Ereignisse erhalten könnten."

Um zu bestätigen, dass die Zirkone tatsächlich vom Meteoriteneinschlag betroffen waren, arbeitete das Team mit der NASA zusammen, um die Kristalle mittels Kathodolumineszenz und Elektronenrückstreubeugung abzubilden. Wenn Zirkon die extremen Bedingungen eines Einschlags erfährt, rekristallisiert es auf eine unverwechselbare Weise. Diese Veränderungen können mit diesen Bildgebungstechniken nachgewiesen werden, wodurch Forscher verifizieren können, dass die Kristalle die Kollision selbst aufgezeichnet haben.

Laut Catlos ist die Festlegung präziserer Daten für Massenaussterben und andere große Ereignisse wesentlich, um zu verstehen, wie sich die Erde im Laufe der Zeit verändert hat. Eine Schlüsselfrage ist, ob Aussterbeereignisse primär durch Kräfte aus dem Weltraum, wie Meteoriteneinschläge, oder durch Prozesse innerhalb der Erde, einschließlich Episoden massiver vulkanischer Aktivität, ausgelöst wurden.

"Mit dieser Forschung nehmen wir im Grunde einen wichtigen Bauern aus dem Ordovizischen Meteoritenereignis und werfen ihn in das Frasnium-Famennium-Ereignis und sagen: 'Hier gehört dieser Einschlag hin'", sagte sie.

Das Projekt wurde von einem ehemaligen Doktoranden der Jackson School of Geosciences initiiert