Kun et krater: Mega-meteoritterne forsvinder, før de rammer

Det er ikke alle sten fra rummet på envejstur til Jorden, der efterlader sig spor i form af meteoritter. Nogle gange er der tale om så store sten med så meget fart på, at energien ved nedslaget får dem til at fordampe og gør jorden flydende. Faktisk kan de store kratere være overraskende svære at opdage.

Forestil dig, at du står på Månen. Overalt ser du kratere, der afslører, at her har sten fra rummet i hobetal suset mod overfladen. Men kraterne er ikke alle fra nedslag. De fleste er aftryk fra eksplosioner. Når en meget stor sten kommer med ekstrem fart gennem rummet, dannes en enorm mængde bevægelsesenergi, også kaldet kinetisk energi. Når stenen bliver bremset, for eksempel af Månen, bliver den kinetiske energi omsat til tryk og varme i en stor eksplosion. Der bliver frigivet mere energi end ved en atombombe!

Eksplosionen gør det af med meteoren og knuser og smelter jorden nedenunder, og voila: Et styks krater er skabt. Derfor er der heller ikke nogen meteorit tilbage at gå på opdagelse efter. Den er simpelthen fordampet. Men der skal altså en vis størrelse til, for nøglen til at opnå så meget energi er størrelse og fart. Et godt bud er, at en asteroide skal være omkring 50 meter eller større på tværs, og den har typisk en hastighed på 17 kilometer i sekundet for at danne sådan et krater og selv fordampe. Krateret er typisk mange gange større end selve meteoren.

Kratere findes ikke kun på Månen, men på alle faste planeter i vores solsystem, også her på Jorden. Måske undrer du dig over, hvor alle kraterne på Jorden så er henne, og det er du heldigvis ikke ene om. Mange forskere og ivrige hobbyister kigger efter kratere, men det er ikke helt ligetil at finde eller at være sikker på, at noget er et krater. Hvor der ikke er så meget gang i den på Månen, mosles der nemlig gevaldigt rundt på Jorden. Kratere kan både være slidte til ukendelighed af vind og vejr og være gemt under hav eller is. Og det er her, hvor talen falder på is, at vi skal møde Nicolaj Krog Larsen. Han er professor ved Globe Institute på Københavns Universitet.

”De rigtig sjove kratere er jo dem,
hvor der ikke er en meteorit.”

Nicolaj Krog Larsen, professor ved Globe Institute, Københavns Universitet.

Nicolaj svarer på, om han helst vil finde en meteorit eller et krater mere, for han har allerede fundet ét krater. Men faktisk er det ikke Nicolajs arbejde hverken at lede efter kratere eller meteoritter. Han er mere interesseret i Arktis’ is og klimahistorie. Derfor var det heller ikke kun for fornøjelsens skyld, at Nicolaj en dag i 2015 sad og kiggede på nye radardata fra overflyvninger over is i Nordøstgrønland.

Hver dag må Nicolaj forbi den store jernmeteorit Agpalilik, når han skal ind på sit kontor. Måske bidrog det daglige gensyn med kæmpemeteoritten på gårdspladsen til, at Nicolaj fik den idé, at den cirkel, han spottede i radardataene, kunne være et krater. ”Jeg tænkte, at det jo kunne være et krater, blandt andet fordi det var tæt på der, hvor Agpalilik blev fundet, men det kunne også være en fejl i måden programmet viste dataene på,”
fortæller Nicolaj.

Det var ikke en fejl. Med en dybde på 300 meter og hele 31 kilometer i diameter fornægtede en usædvanligt cirkulær fordybning under isen sig ikke. 31 kilometer får dig næsten både frem og tilbage over Storebæltsbroen.

Krateret ligger under isen bag Hiawatha-gletsjeren, og derfor har krateret fået navnet Hiawatha-krateret. Krateret gemmer dog ikke på nogen ny meteorit-kammerat til Agpalilik-meteoritten. Som du nok har gættet, var den meteor, der har givet Grønland et gedigent håndtryk i Hiawatha-krateret, netop af den slags, der er så stor og har så meget fart på, at meteoren fordampede ved nedslaget. Den asteroide, der forårsagede Hiawatha-krateret, vurderes at have været cirka 1 km bred og vejet omkring 12 milliarder ton.

Slagkraftig gæst maser sten

Når forskere skal slå fast, om noget er et krater, er der en række ting, som de kan kigge på makroskopisk – det vil sige i et størrelsesforhold, hvor det kan ses med det blotte øje. Hiawatha-krateret ligger under Indlandsisen, så her skal der radar til. Radardata fra overflyvninger i 2016 afslørede, at strukturen har karakteristiske kratertræk: en skålform med en rand og en central forhøjning, som er op mod 50 meter høj. Det er nogle ekstreme forhold, der har skabt krateret.

Når et stort nedslag rammer Jorden, sker der tre ting i meget hurtig rækkefølge: 1) en voldsom sammenpresning, 2) en eksplosiv udvidelse (og smeltning) og 3) kraftige seismiske rystelser.

OPSKRIFT PÅ ET KRATER
Et nedslagskrater er resultatet af en vild proces, der består af en række delprocesser. Dem kan du blive klogere på her.

De vilde forhold skaber nogle spændende bjergarter, der sladrer om, at her skete der engang noget ekstremt. Stenene, der meget passende kaldes impaktitter efter det engelske ’impact’, er eftertragtede samleobjekter for nedslagsentusiaster, på samme måde som meteoritter er det.

Fingeraftryk fra et nedslag

Det er imidlertid ikke nok med de makroskopiske kratertræk, hvis en struktur officielt skal kunne kaldes et krater. Der skal også være tegn på mikroskopisk niveau.

”Det mest almindelige redskab til at identificere et meteoritkrater på sikker vis er at undersøge, om man kan finde choklameller i kvarts fra området. Det finder man ud af ved at undersøge mineralkorn af kvarts i et mikroskop,” siger Adam Garde, der har stor ekspertise med netop dette.

Nedslagets ekstreme chokbølge kan omforme mineralers indre struktur, og den forandring sætter sig varige spor. Fingeraftrykket fra meteornedslag i kvarts ses i mikroskopet som en række tætsiddende parallelle streger, som har det passende navn choklameller. Kvarts er et af de mest almindelige mineraler på Jorden og findes i de fleste kratere. Derfor er det oplagt at kigge efter choklameller, når man vil finde spor efter chokbølgen fra et nedslag.

Adam Garde har hjulpet med at undersøge mineralkorn, som man mener, at Hiawatha-gletsjeren har båret med sig inde fra overfladen af Hiawatha-krateret. Gletsjere virker nemlig som store samlebånd, der trækker enorme mængder sten, grus og sand med sig langs bunden. Det materiale skylles ud fra gletsjeren med smeltevand eller blottes, når gletsjeren trækker sig tilbage. På den måde kan man sige, at gletsjeren har indsamlet prøver fra krateret og taget dem med ud til forskerne.

”Vi fik idéen om at tage prøver langs gletsjerens front, hvor vi forventer, at gletsjeren bærer sand med ud inde fra krateret. Det er jo meget heldigt for os, når krateret er under isen,” fortæller Nicolaj Krog Larsen. Og konklusionen på analyserne af kvartskornene var klar: Som du kan se på det flotte billede nederst i den grå boks herunder, hvor det ellers gennemsigtige kvarts er gennemlyst af polariseret lys, er nedslagsfingeraftrykket lige dér i mineralkornet i form af paralleller linjer: choklameller.

Nicolaj kan huske, at den konklusion gjorde alle, der var med til at undersøge det nu bekræftede krater, meget begejstrede. Og det gav også Nicolaj blod på tanden efter at finde ud af mere om krateret og den hændelse, der havde formet det.

Datering af kratere

Kæmpe meteornedslag kan påvirke klimaet lokalt og i nogle tilfælde også globalt. Et rigtigt kendis-eksempel på klimaeffekter ved nedslag er det nedslag, der er koblet til dinosaurernes uddøen, og som efterlod sig Chicxulub-krateret. Det sendte en tæt sky af støvpartikler op i atmosfæren, der blokerede for Solen, så Jorden i en periode blev kold og mørk. Noget, der måske ikke er lige så kendt, er, at der efter sådan en køleperiode kan komme en opvarmningsperiode. Det sker, fordi nedslaget frigiver store mængder drivhusgasser, især kuldioxid (CO₂) og vanddamp, enten direkte fra klipperne eller fra havet, hvis nedslaget sker der. Når partiklerne i atmosfæren falder ned igen, og sollyset atter kan nå jordoverfladen, står drivhusgasserne klar til at holde mere varme tilbage i atmosfæren. Det kan føre til en periode med
opvarmning.

Klima er egentlig mere Nicolajs faglige boldgade, end nedslagskratere er. Derfor var han også interesseret i, om der kunne være en sammenhæng mellem det nedslag, der skabte Hiawatha-krateret, og afslutningen på en kuldeperiode kendt som Yngre Dryas. Men da det lykkedes at finde en nøjagtig alder på Hiawatha-krateret, faldt den teori, da Yngre Dryas er, nåh ja, alt for ung til at være et match for Hiawathakrateret.

Det er blandt andre William Hyde, der har bidraget til at datere krateret. William Hyde kalder med et grin sig selv en ’professional crater dater’. Han er postdoc ved Lund Universitet, hvor han forsker i metoder til datering af kratere. Under sit ph.d.-studie var han med til at finde ud af, at Hiawatha- krateret er 58 millioner år gammelt. Det gør det til et af de yngre kratere, som vi kender.

”Yngre Dryas er en periode for cirka 13.000 år siden. Vores datering af Hiawatha-krateret viser, at det er 58 millioner år gammelt, og derfor er der ikke nogen sammenhæng mellem de to,” fortæller William Hyde.

Sandheden i zirkoner

Med den datering måtte Nicolaj Krog Larsen skyde en hvid pind efter sine overvejelser om en eventuel sammenhæng med afslutningen på Ynge Dryas. Men han var ikke den eneste, der måtte sadle om efter dateringen. Det lykkedes nemlig at datere krateret uventet tidligt i William Hydes ph.d.-forløb. Derfor måtte han ændre alle de planlagte aktiviteter i sit ph.d.-studie. For at forstå hvorfor, skal vi zoome helt ind på noget, der er endnu mindre end kvarts. For når man skal finde ud af, hvor gammelt et meteorkrater er, er en af de mest pålidelige metoder at undersøge bittesmå mineraler, der hedder zirkoner.

”Zirkoner er naturens egne tidskapsler. De indeholder perfekte små ure, der registrerer det, der sker,” fortæller William Hyde med tydelig begejstring.

Mineralet zirkon er ekstremt modstandsdygtigt over for varme, tryk og kemisk nedbrydning, når det først er dannet. Selv når resten af stenen, hvor zirkon-kornene putter sig, bliver omdannet eller smeltet, kan zirkonen ofte overleve. Når en zirkonkrystal dannes, kan den indbygge meget små mængder af de radioaktive grundstoffer uran og thorium. Over tid henfalder uran og thorium til bly i et meget præcist tempo, som forskerne kender og kan bruge som tidsmålestok ved at måle på zirkonens nuværende indhold af de tre grundstoffer. (Du kan læse mere om datering af kratere her.)

”Vi foretog zirkon-dateringen, fordi det er noget, man altid gør ved kratere, hvis man kan finde egnede korn af zirkon – men vi havde egentligt regnet med, at resultaterne ville være for upræcise til at være brugbare, fordi vi troede, at det var et ungt krater. Vi havde planlagt en hel række af andre undersøgelsesmetoder og lavet aftaler med laboratorier og alt muligt. Så vi blev mildest talt overraskede, da vores aldersbestemmelse gav en utvetydig alder på 58 millioner år,” fortæller William Hyde.

Den store drøm

Selvom det krævede en ny plan, er William Hyde glad for sit ph.d.-forløb. Den effektive datering tillod nemlig, at han kunne nørde helt ned i andre metoder til datering. Han valgte at undersøge et mineral, der ikke er lige så almindeligt brugt til datering af meteorkratere som zirkon: monazit. Og det kan bestemt også noget at få lov at undersøge og udvikle på metoder, fortæller William Hyde. Men adspurgt, hvad der ville være drømmescenariet, falder talen på noget, der måske ville trække flere overskrifter i de brede medier, end metodeudvikling normalt kan: Den helt store drøm er at bidrage til at koble flere af de fem store masseudryddelser til et meteorkrater.

”Det er kun én af de fem store masseudryddelser, som vi har forbundet med et kæmpenedslag,” fortæller William Hyde. Det er som bekendt den, der udryddede dinosaurerne for cirka 65 millioner år siden og efterlod Chicxulub-krateret i Mexico. Hvis drømmescenariet ikke udspiller sig, er det næstbedste at opdage og undersøge et endnu ukendt krater, fortæller han.

Apropos drømme, så vender vi lige tilbage til spørgsmålet til Nicolaj Krog Larsen fra starten af artiklen. Det om, om han en anden gang helst vil finde et nyt krater eller en meteorit. For på trods af, at der ikke var den kobling mellem Hiawatha-krateret og klimaforandringer som først antaget, så er han ikke tøvende i sit svar,
der dog lugter lidt af endnu en knap så realistisk drøm:

”Det er et godt spørgsmål,” siger Nicolaj og følger op med et smil: ”Men det er altså kraterne, der er mest spændende. Medmindre selvfølgelig man finder en meteorit med sikre tegn på liv i rummet. Det ville jo være det største.”

Det skal man nok kigge længe i radardataene efter, men hvem ved, hvad en gletsjer kan bringe med sig fra under isen?