Im Rahmen der Rieser Kulturtage referierte Dr. Kai Wünnemann vom Mineralogischen Institut am Museum für Naturkunde Berlin, Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung im Rieskrater-Museum über Einschlagssimulationen.

Dr. Kai Wünnemann, der an der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster Geophysik studierte, war sowohl am Imperial College in London als auch am LPL (Lunar and Planetary Laboratory) in Tucson/Arizona als Wissenschaftler tätig. Jetzt leitet er die Arbeitsgruppe „Numerische Simulation“ am Mineralogischen Institut des Naturkunde-Museums in Berlin. Dr. Wünnemann beschäftigt sich mit Einschlagsprozessen auf der Erde und anderen planetaren Körpern.

Spezielle Codes

Mit Hilfe spezieller Codes berechnet er den Ablauf solcher kosmischen Ereignisse. Anhand sehr eindrucksvoller Bilder und Simulationen während seines Vortrags gelang es ihm, Impaktprozesse sehr plastisch darzustellen. Dr. Wünnemann betonte aber, dass bei aller Berechnung die natürlichen Impaktprozesse noch ungleich komplizierter sind und deshalb neben der Theorie die praktischen Studien im Gelände unumgänglich sind. Numerische Modellierung und geologische Kartierungen stellen eine perfekte Symbiose dar, die es ermöglicht, Kraterbildungsprozesse besser zu verstehen.
Derzeit läuft ein sehr aufwändiges Projekt zur Kraterbildung am Ernst-Mach-Institut (EMI) in Freiburg. Das sogenannte MEMIN-Projekt steht für Multidisciplinary Experimental and Modeling Impact Research Network. Das Team setzt sich aus Geowissenschaftlern, Physikern und Ingenieuren der Universität Münster, des Mineralogischen Instituts am Naturkunde-Museum Berlin, des Geoforschungsinstituts in Potsdam sowie der Materialprüfanstalt Stuttgart und des Ernst-Mach-Instituts in Freiburg zusammen. Dieses Projekt wird über drei Jahre mit 2 Millionen Euro durch die DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) gefördert.
Die Durchführung dieser hochdynamischen Experimente erfolgt am EMI in Freiburg durch eine neuartige Beschleunigungsanlage (eine „zweistufige“ Leichtgaskanone). Die jeweiligen Projektile entweder aus Stahl oder aus einem Eisenmeteorit, werden mit einer Geschwindigkeit von 5300 m/s auf Sandsteinblöcke geschossen und erzeugen dabei Dezimeter große „Impaktkrater“.

Neue Messtechnik

Mit neu entwickelten Messtechniken kann die Kraterbildung detailliert in Echtzeit dokumentiert werden. Der Krater und die Projektilreste können anschließend im Labor auf Deformationen hin untersucht werden. Die Untersuchungen umfassen mineralogisch-petrophysikalische und mechanische Charakterisierung des Targetgesteins vor und nach dem Einschlagsversuch. Hier werden neuartige geophysikalische Methoden zur mesoskaligen Tomographie und mikrostrukturelle Analysen im Nanometerbereich (1 Millionstel Millimeter = 1 Nanometer) durchgeführt. Die neu entwickelten „In situ Echtzeit-Messungen“ machen Aussagen bezüglich der Rissausbreitung, der Spannungen, des Kraterwachstums und der Auswurfdynamik möglich. Nach den Einschlagsexperimenten erfolgt dann eine numerische Modellierung des gesamten Kraterbildungsprozesses. Das gesamte Forschungsprogramm wird zu einem tiefer gehenden Verständnis Impakt induzierter Veränderungen im Gestein beitragen und damit zu einem besseren Verständnis von natürlichen Kraterbildungsprozessen. Diese Ergebnisse werden auch zu einer besseren Kenntnis der Rieskraterentstehung führen.