Bizarre Geschosse Mini-Meteoriten lassen die Erde beben

Tonnenschwere Teilchen durchschlagen die Erde und lassen den Boden erzittern, glauben US-Forscher. In seismischen Daten wollen sie Hinweise auf die exotischen Projektile entdeckt haben.

In der Regel entstehen Erdbeben durch Bewegungen in der Erdkruste - etwa wenn zwei tektonische Platten aneinander vorbei gleiten, dabei verkanten und sich die angestaute Energie plötzlich entlädt. Doch auch Teilchen aus dem Kosmos, mikroskopisch klein und schwer wie ein Pkw, lassen den Boden erzittern, glauben Eugene Herrin und seine Kollegen von der Southern Methodist University in Dallas.

Die Forscher haben die Daten von rund einer Millionen seismischer Erschütterungen zwischen 1990 und 1993 durchforstet, die keinem punktuellen Epizentrum zugeordnet werden konnten. Dabei fanden sie zwei Beben, die ihrer Meinung nach zweifellos eine lineare Quelle hatten - als hätte ein Geschoss mit einer Geschwindigkeit von mehreren hundert Kilometern pro Sekunde den Planeten durchschlagen.

Am 22. Oktober 1993, so berichten die Wissenschaftler in einer noch unveröffentlichten Studie, bohrte sich ein solches Projektil nahe der antarktischen Elsworth-Insel in die Erde und trat südlich von Indien aus. Sieben seismologische Stationen hätten das Ereignis dokumentiert. Wenige Wochen später, am 24. November, sei ein weiteres Geschoss im Pazifik niedergegangen und in der Antarktis wieder zum Vorschein gekommen. Diesmal hätten sogar neun Stationen die Erschütterungen registriert.

Herrins Team will die Schuldigen der geheimnisvollen Beben bereits gefunden haben: so genannte Strange Quark Matter Nuggets, extrem massive Teilchen, die aus so genannten Up-, Down- und Strange-Quarks bestehen. Ein solcher Klumpen von der Größe eines roten Blutkörperchens würde laut Herrin rund eine Tonne auf die Waage bringen. "Die SQM-Nuggets sind die derzeit einzig denkbare Erklärung für epilineare Erdbeben", sagte der Forscher im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Andere Phänomene wie etwa kleine Schwarze Löcher, so argumentiert Herrin, würden zu selten vorkommen, um zwei Beben innerhalb eines Jahres erklären zu können. Auch die Geschwindigkeiten und sonstige Eigenschaften der Schockwellen stünden im Einklang mit der Nugget-Theorie.

Die Protonen und Neutronen, aus denen ein Atomkern besteht, setzen sich ihrerseits aus noch kleineren subatomaren Teilchen, den Quarks, zusammen. Quarks kommen in sechs verschiedenen Varianten vor: Up, Down, Strange, Charm, Bottom und Top. Das Problem mit den aus drei dieser Typen aufgebauten SQM-Nuggets ist allerdings, dass sie bisher nur in der Theorie existieren - direkt nachgewiesen hat sie noch niemand.

Die Hypothese von der Existenz solcher stabilen Materiebrocken stellte 1984 der Physiker Edward Witten von der Princeton University auf: Kurz nach dem Urknall seien Up- und Down-Quarks zunächst zu Protonen und Neutronen verschmolzen und dann mit Strange-Quarks zu Nuggets verklumpt. Andere Theoretiker, wie etwa Sheldon Glashow von der Harvard University, haben berechnet, dass ein SQM-Nugget von einer Tonne Gewicht im Innern der Erde die Sprengkraft einer 50-Kilotonnen-Atombombe freisetzen würde - freilich verteilt über den gesamten Weg durch den Planeten.

Diese Zahl wiederum hält Herrin für übertrieben: Die beiden Ereignisse, die sein Team mit dem Nugget-Beschuss aus dem All in Verbindung gebracht hat, entsprächen lediglich der unterirdischen Explosion einer Vier-Kilotonnen-Bombe. Für katastrophale Erdbeben würde die Energie der Nuggets "niemals ausreichen", betont der Geophysiker. Der größte Teil ihrer Energie werde in Hitze umgewandelt; für seismische Schockwellen bleibe nur ein Bruchteil der Nugget-Kraft übrig. "Viel mehr als Stärke vier auf der Richterskala", meint Herrin, "ist nicht drin."

Indes gehen die Forscher einer wissenschaftlich viel interessanteren Frage nach. Herrin hält es für möglich, dass die seltsamen Quark-Nuggets als Kandidaten für die mysteriöse dunkle Materie in Frage kommen. "Auf Grund ihrer neutralen Ladung, ihrer hohen Masse und ihres seltenen Vorkommens würden SQM-Nuggets mit elektromagnetischer Energie nicht interagieren", sagt der Forscher. Das würde erklären, warum die dunkle Materie, die nach Berechnungen von Astronomen rund 90 Prozent der Masse des Universums ausmacht, sich mit bisherigen Methoden nicht beobachten lässt. Ohne sie aber ließe sich die schnelle Rotation der Galaxien nicht begründen.

Die Theorie von der Dunkelmaterie aus SQM-Nuggets würde zudem bestens zu den registrierten Beben passen. Wäre die fehlende Masse in Quark-Klumpen von durchschnittlich fünf Tonnen Gewicht konzentriert, so rechnet Herrin vor, dann würden die Geschosse statistisch gesehen im Schnitt einmal pro Jahr die Erde treffen.

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