Rezension: Terrestrial Impact Structures: The TanDEM-X Atlas

Terrestrial Impact Structures: The TanDEM-X Atlas
Manfred Gottwald, Thomas Kenkmann & Wolf Uwe Reimold
2 Bände im Schuber, 608 Seiten, 435 farbige Abbildungen, 205 physische Karten, Hardcover 32,6 × 24,5 cm, in englischer Sprache, Preis: 128 €
Verlag Dr. Friedrich Pfeil, München, 2020
ISBN: 978­3­89937-261-8

 

TIS 860pxAbb. 1 und 2: Titelseiten der beiden Terrestrial Impact Structures Bände.

 

Seit den Zeiten von Galileo Galilei betrachten Menschen Himmelskörper im All durch Teleskope und sehen dabei die Krater auf deren Oberflächen. Umso erstaunlicher ist es, dass auf der Erde erst in den Sechzigerjahren des Zwanzigsten Jahrhunderts evident die Ursache für einige kraterförmige geologische Strukturen auf Einschläge von Meteoriten und Asteroiden zurückgeführt wurde. Dabei gehören solche Impaktkrater nicht nur zu den dauerhaftesten geologischen Bildungen, einige von ihnen stellen auch nach Gebirgszügen und Mittelozeanischen Rücken die ausgedehntesten tektonischen Strukturen der Erdkruste überhaupt dar.


Ein Problem ist die Perspektive, die wir selbst auf unseren Planeten haben. Manche der Strukturen sind so ausgedehnt, dass sie am Boden kaum zusammenhängend erfasst werden können, oder sie liegen in Gegenden, die für Erkundungen schwer zugänglich sind. Der Blick aus Flugzeugen und Satelliten wiederum ist oft von Wolken und Schattenwurf getrübt. Die Überdeckung von Oberflächenstrukturen mit Wasser, Schnee und Eis tut ihr Übriges. Und obwohl nur neun Jahre nach der ersten akzeptierten Beschreibung irdischer Impaktkrater bereits Menschen – die zuvor in einigen dieser Krater ein geologisches Training absolvierten – die Oberfläche des Mondes betraten, gab es bis in das Einundzwanzigste Jahrhundert hinein keine flächendeckende, einheitliche und hochauflösende Karte vom Oberflächenrelief der Erde! Dies hatte auch Auswirkungen auf die Katalogisierung und bildliche Darstellung der bekannten irdischen Meteoritenkrater, deren Übersichtsaufnahmen und Höhenprofile nicht selten aus verschiedenen Quellen kombiniert und zu Datensätzen aufbereitet werden müssen, die dann inhomogen wirken. In dieser Form finden sich mehrere, teils frei zugängliche Kataloge und Datenbanken im Internet.


Mit der TanDEM-X-Mission (TerraSAR-X-Add-on for Digital Elevation Measurements) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt wurde zwischen 2010 und 2016 durch zwei synchronisierte Satelliten mittels Radar erstmals flächendeckend ein digitales Höhenmodell der Erdoberfläche mit der bis dahin unerreichten vertikalen Auflösung von bis zu einem Meter erstellt. Für alle Arten von geowissenschaftlichen, geografischen und kartografischen Betätigungen ein wahrer Schatz an Daten. Und für die Autoren des vorliegenden Werks Veranlassung, nicht weniger als eine vereinheitlichte grafische Darstellung aller bis dato gesichert bekannten Impaktstrukturen der Erde nebst der Beschreibung ihrer wichtigsten Parameter zu geben. Thomas Kenkmann und Wolf Uwe Reimold sind nicht nur Theoretiker auf ihren Gebieten, sondern auch erfahrene Feldgeologen mit einer langen Forschungsvita an impaktgeologischen Themenstellungen, und Manfred Gottwald ist Astrophysiker und Spezialist für Fernerkundung. Alle drei können eine umfangreiche Liste von internationalen Fachpublikationen vorweisen.


Das Werk beginnt zunächst mit einer Einführung in das sehr weit gespannte Feld der Impaktgeologie. Es geht um die Bildung und Differenzierung unseres Sonnensystems, die Entstehung der festen Körper darin, die Mechanismen und Dynamiken des Einschlags solcher Körper in die Erdkruste, die während und unmittelbar nach einem Einschlag stattfindenden Prozesse und ihre geologischen Fingerabdrücke. Auch statistische Betrachtungen zu Verteilung, Anzahl und Größe der bekannten irdischen Krater fehlen nicht. Es folgen Ausführungen zur Methodik und zu den Einschränkungen radargestützter Fernerkundungsverfahren im Allgemeinen, um dann spezifisch auf die TanDEM-X-Mission einzugehen. Hier werden prägnant die Gewinnung und Qualität der Daten diskutiert sowie deren Aufbereitung zu den Bildern des Atlas erklärt. Auch in den abschließenden Erläuterungen zum Atlas selbst werden noch einmal die Kriterien für die Evidenz von Impaktkratern herausgestellt sowie Fragen der Reliabilität von Daten angesprochen.

 

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Abb. 3: Seite 13. Seitenansicht vergrößern.

 

Den Hauptteil mit 536 Seiten bildet der Atlas, der geografisch gegliedert ist: Band 1 behandelt 100 Strukturen in Afrika, Nord- und Zentralamerika sowie in Südamerika. Band 2 widmet sich 108 Objekten in Asien, Australien und Europa. Im Anschluss an die gesicherten Impaktkrater jedes Kontinents werden einige wenige geologische Strukturen angegeben, für die ein eindeutiger Nachweis bei gleichzeitigem Vorliegen starker Indizien noch aussteht.
Jede Struktur wird in einer ganzseitigen physischen Karte des TanDEM-X-Höhenmodells dargestellt, oft ergänzt durch ein Komposit derselben Karte und einer Satellitenaufnahme im Bereich der sichtbaren Farben. Dazu werden die Koordinaten, die Abmessungen und das ermittelte Alter angegeben. Der Begleittext beschreibt die Geologie von Krater und Targetgestein und geht auf die Indizien für den Nachweis als Impaktkrater ein. Auch die jeweilige Erforschungsgeschichte sowie, wenn vorhanden, weitere wissenswerte Informationen werden angerissen. Ein knapper Absatz bietet Hinweise zur Lage und Zugänglichkeit der Struktur. Abschließend folgt eine kurze Liste von Literaturempfehlungen. Viele Einträge enthalten darüber hinaus Fotos des Geländes vor Ort, von charakteristischen Gesteinsproben oder geologische Übersichtskarten sowie Profilschnitte.


Band 2 enthält am Ende ein Quellen- und Literaturverzeichnis, ein Glossar, eine Liste der im Atlas erwähnten chemischen Elemente, Abkürzungen und Akronyme, einen Begriffsindex sowie Kurzporträts der Autoren. Beide Bände sind jeweils mit einer geologischen Zeittabelle ausgestattet.


Der Einführungsteil macht sich auf nur 24 Seiten des mit 32,6 × 24,5 cm nicht gerade kleinen Buchformats daran, dem Leser alle wichtigen Grundbegriffe, Prozesse und Phänomene der Kraterbildung und Impaktgeologie zu präsentieren. Dies gelingt den Autoren verblüffend leicht mit einer klaren Gliederung der zeitlichen Abläufe und Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge und unterstützt durch großformatige, übersichtlich gestaltete Grafiken. Laien dürften hier eine verständliche und vor allem anschauliche Einführung in die Materie finden, während bewanderte Amateure und professionelle Geowissenschaftler noch einmal in aller Kürze ihre Kenntnisse auffrischen können. So werden auch Fragen angerissen, deren Antworten dem Profi selbstverständlich erscheinen, während der Laie rätselt: Warum wurden in Europa über doppelt so viele Impaktkrater entdeckt als bislang Meteoritenkrater in Afrika entdeckt worden sind? Mit wie vielen Neuentdeckungen kann noch gerechnet werden? Werden in Meteoritenkratern auch Fragmente von Meteoriten oder Asteroiden gefunden? Und was sind eigentlich eindeutige Indizien für ein Impaktereignis?


In ebenso unkomplizierter Weise werden die technischen Parameter der Radar-Interferometrie und die ausgeklügelten Methoden beschrieben, mit deren Hilfe die TanDEM-X-Kartierung zu ihren Daten gelangt. Dieser Teil mag für den primär geologisch interessierten Leser theorielastig sein, zeigt jedoch auch anschaulich die notwendigen Verarbeitungsschritte der Rohdaten bis hin zum fertigen Höhenmodell auf. Dies ist eine nicht unerhebliche Voraussetzung, um die Aussagekraft der Karten im Atlas-Teil einschätzen zu können, wenn einem daran gelegen ist. Nebenbei erfährt man auch etwas über praktische technische Probleme, so zum Beispiel, dass die Synchronisation der beiden Zwillingssatelliten TerraSAR und TanDEM-X derartig komplex ist, dass während eines 95 Minuten dauernden Orbits maximal 5 Minuten für die Radarabtastung der Erdoberfläche verwendet werden können.

 

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Abb. 4: Seite 24. Seitenansicht vergrößern.

 

Der Atlas-Teil schließlich ist nicht nur eine systematische Zusammenstellung von Fakten, sondern porträtiert jede Impaktstruktur mit ihren Eigenarten. Eine jeweils ganzseitige Höhenmodellkarte berücksichtigt den Kontext des umgebenden Geländes und fokussiert sich nicht allein auf den Krater, dadurch wird auch die prä- und post-Impakt-Geologie miteinbezogen. Dies wird konsequent vom kleinsten (9 m, Sterlitamak/Russland) bis zum größten (300 km, Vredefort/Südafrika) Krater durchgeführt, und sogar das Tunguska-Ereignis ist vertreten. Aus den Urheberzuschreibungen der Gelände- und Probenfotos, die oftmals einen Eintrag um die Perspektive von der Erdoberfläche aus ergänzen, wird ersichtlich, aus welch weit verzweigten Quellen die Autoren Informationen heranzuschaffen bemüht waren, um ein möglichst aussagekräftiges und plastisches Bild der jeweiligen Struktur darzubieten. Und was Bilder angeht – man ist erstaunt darüber, wie viele auch sehr große Impaktstrukturen unsichtbar unter Zehnern oder Hunderten von Metern Sediment begraben liegen, manche sogar unter den Ausläufern bekannter Großstädte, und selbst hiervon wird jeweils eine Karte geliefert. Was jedoch an der Oberfläche sichtbar ist, wird von den Höhenmodellen kontrastreich herausgearbeitet. Der Unterschied zu normalen Luft- oder Satellitenbildern hinsichtlich Auflösung und Informationsgehalt ist beträchtlich. Auch die Formenvielfalt, vom kleinen Einschlagloch über einfache Kratermulden bis hin zum Komplexkrater mit inneren Wällen und Zentralhügel, lässt sich hier überblicken, und man mag vielleicht überrascht sein, was beispielsweise von dem berühmten Chicxulub-Impakt tatsächlich an Land zu erkennen ist. Zusammen mit den kurzen Informationen zur Lage und Erreichbarkeit kann der geneigte Leser auf dieser Grundlage durchaus daran gehen, bereits das Krater-Sightseeing während seines nächsten Urlaubs zu planen, soweit ihm die Autoren in den Angaben zur jeweiligen Kraterstruktur nicht davon abraten. Auch in dieser Hinsicht ist der Atlas aktuell: Das größte Hindernis für die Erforschung zahlreicher Meteoritenkrater ist derzeit nicht deren Abgelegenheit, es sind vielmehr die politischen und humanitären Zustände in vielen Ländern dieser Welt. Und so ist die Antwort auf die Frage, warum in Europa bislang mehr als doppelt so viele Krater entdeckt wurden als auf dem afrikanischen Kontinent, nicht nur eine geowissenschaftliche. Die Einträge im Atlas sind weit davon entfernt, trockene lexikalische Faktenaufzählungen zu sein. Auf diese Weise lässt er sich durchaus auch als lehrreicher Reise- und Geologieführer lesen. Die Fotos machen allemal Lust, die Landschaften selbst zu erkunden.

 

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Abb. 5 und 6: Seiten 286 und 287. Seiten vergrößern.

 

Hin- und hergerissen mag man wegen des Fehlens von Quellenverweisen im Text sein; nicht dass es an Literaturempfehlungen sowohl nach jedem Kapitel als auch in jedem Atlas-Eintrag mangeln würde, bei dem einen oder anderen Faktum hätte man die genaue Quelle vielleicht gerne gewusst, um sich selbst im passenden Zusammenhang darauf beziehen zu können. Und für manche Krater ist der Hinweis auf unzweifelhafte Impakt-Indizien ein wenig allgemein geraten, so dass man in der Referenzliteratur gerne gezielt nachgeschlagen hätte, welche spezifischen Indizien dies denn sind. Zugegebenermaßen hätten Quellenverweise den Lesefluss spürbar gestört, und es war die erklärte Absicht der Autoren, ein Buch sowohl für Fachleute als auch für Laien zu schaffen. Dieses Kunststück ist ihnen zweifellos gelungen. Der Laie findet in dem Werk eine verständliche und alle wesentlichen Aspekte umfassende Einführung in die Impaktgeologie sowie anschauliche Beispiele für deren Anwendung am konkreten Objekt nebst Anregungen zum eigenen Geländestudium. Dem Fachmann ist eine systematische und einheitliche Darstellung aller nachgewiesenen Impaktkrater in übersichtlicher Form samt exzellentem Bild- und Grafikmaterial an die Hand gegeben, das er anderweitig aus verstreuten Quellen aufwendig zusammensuchen müsste, sofern es überhaupt erhältlich ist.

 

„Terrestrial Impact Structures“ setzt Maßstäbe und dürfte für die nächsten Jahre das Referenzwerk schlechthin auf diesem Gebiet sein.

 

Rezension: Rainer Albert für Steinkern.de