Digitale Geländemodelle

In vielen Regionen der Erde stehen dagegen nur gröber aufgelöste Höhenmodelle zur Verfügung, beispielsweise satellitengestützte Modelle mit Rasterweiten von etwa 12 bis 30 m. Kleinere Geländeformen lassen sich darin oft nicht oder nur ungenau erfassen.

Digitale Geländemodelle eignen sich hervorragend als Suchwerkzeug. Mit ihnen lassen sich auffällige Senken, Wälle oder Ringstrukturen über große Flächen hinweg erfassen. Durchmesser, Tiefe und Querschnitt einer Struktur können vermessen und mit anderen Strukturen verglichen werden. Damit sind sie auch für die Impaktforschung ein wertvolles Hilfsmittel.

Ein Geländemodell zeigt jedoch nur die Form einer Struktur, nicht ihre Entstehung. Eine runde Senke im Geländemodell kann ein Einschlagkrater sein – sie kann aber ebenso eiszeitlichen Ursprungs oder von Menschen geschaffen worden sein. Nach heutigem Kenntnisstand lässt sich ein Impakt allein anhand der Geländeform nicht zuverlässig nachweisen.

Geländemodelle helfen aber bei der Planung weiterer Untersuchungen. Sie zeigen, wo geophysikalische Messungen, Bohrungen oder Schurfe sinnvoll sein könnten und wo Proben entnommen werden sollten. In der Wissenschaft spricht man hier von einem heuristischen Werkzeug: Es hilft, Fragen zu stellen und Verdachtsfälle zu finden. Die Antwort auf die Frage nach der Entstehung einer Struktur liefert es nicht.

Auch ein sehr genaues Geländemodell hat Messunsicherheiten. Nach dem bundesweiten Qualitätsstandard der Vermessungsverwaltungen liegt die Höhengenauigkeit eines DGM1 im flachen, offenen Gelände bei bis zu etwa ±15 cm, an steilen, dicht bewachsenen Hängen bei bis zu etwa ±30 cm. Unter dichtem Wald erreichen weniger Laserimpulse den Boden; dort werden die Höhen stärker zwischen den Messpunkten berechnet. Zudem stammen die Daten aus unterschiedlichen Befliegungsjahren, und das Gelände kann sich seither verändert haben. Unterschiede von wenigen Zentimetern oder Dezimetern sind daher mit Vorsicht zu deuten.

Eine zweite Fehlerquelle liegt in der Darstellung. Um flache Formen sichtbar zu machen, werden Geländemodelle häufig stark überhöht, künstlich beleuchtet oder mit Filtern bearbeitet. Das ist für die Suche sinnvoll, kann aber auch Formen vortäuschen: Starke Überhöhung lässt Pflugspuren oder alte Ackerbeete wie Ringe oder Wälle erscheinen, eine einseitige Beleuchtung kann Senken wie Erhebungen wirken lassen, und manche Filter erzeugen um jede Senke einen scheinbaren Rand. Auch das menschliche Auge ergänzt unvollständige Bögen gern zu Kreisen.

Für eine sachgerechte Auswertung gehört deshalb zu jeder Abbildung die Angabe, wie stark überhöht und wie bearbeitet wurde. Zusätzlich sollte immer auch ein unbearbeitetes Höhenprofil gezeigt werden.

In einer Kulturlandschaft gibt es viele runde Senken, die mit einem Einschlag nichts zu tun haben. Im Alpenvorland sind das etwa Toteislöcher aus der Eiszeit, Dolinen, Kies- und Materialentnahmegruben, Meilerplätze, Bombentrichter aus dem Zweiten Weltkrieg oder moderne Anlagen wie Rückhaltebecken und Golfplätze. Viele davon sind im Geländemodell kaum von einem kleinen Krater zu unterscheiden.

Jede auffällige Struktur muss deshalb mit unabhängigen Quellen abgeglichen werden: mit historischen und aktuellen Luftbildern, alten Karten, Bau- und Planungsunterlagen, Archivangaben und einer Begehung vor Ort.

Auch im Chiemgau wurden in der Vergangenheit verschiedene auffällige Geländeformen anhand digitaler Geländemodelle als mögliche Einschlagkrater interpretiert. Bei näherer Überprüfung zeigte sich jedoch, dass sich einige dieser Strukturen durch natürliche Prozesse oder menschliche Eingriffe erklären lassen, etwa durch eiszeitliche Vorgänge, Materialentnahme, Bombentrichter oder moderne Geländegestaltung.

Digitale Geländemodelle können Hinweise auf mögliche Einschlagstrukturen liefern, aber für sich genommen keinen Impakt nachweisen. Um die Entstehung einer auffälligen Struktur zu klären, kommen verschiedene Untersuchungsmethoden zum Einsatz:

1. Geländemodell: Form erfassen und vermessen – Durchmesser, Tiefe, Höhenprofile, Randform –, jeweils mit Angabe von Datengrundlage, Befliegungsjahr und Darstellung (Überhöhung, Filter).
2. Abgleich und Begehung: Vergleich mit historischen und aktuellen Luftbildern, Urkatasterplänen und alten Karten, geologischen Karten, Bau- und Planungsunterlagen sowie Archiv- und Ortsangaben; Begehung vor Ort. So lassen sich natürliche oder menschliche Entstehungsursachen prüfen.
3. Untergrund: Geophysikalische Messungen wie Bodenradar, Geomagnetik und Geoelektrik; dazu Bohrungen, Rammkernsondierungen, Schurfe oder Grabungen. Sie zeigen den Aufbau der Schichten (Stratigraphie) und mögliche Störungen im Untergrund.
4. Labor: Untersuchung von Gesteinen und Materialien auf impaktdiagnostische Merkmale – im Dünnschliff unter dem Polarisationsmikroskop (mit Vermessung von Deformationslamellen am Universaldrehtisch), mit Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie, Mikrosonde, Raman-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie sowie durch geochemische und Isotopenanalysen, etwa auf Spuren des Meteoriten.
5. Datierung: Lumineszenzdatierung (OSL, TL), Radiokarbondatierung (¹⁴C) an organischem Material, Archäomagnetik, die Abfolge der Schichten (Stratigraphie) und datierte archäologische Funde. Die Ergebnisse verschiedener Methoden können statistisch zu einem gemeinsamen Zeitmodell verbunden werden.

Entscheidend für den Nachweis eines Impakts sind eindeutige impaktdiagnostische Merkmale, die durch weitere geologische, mineralogische und physikalische Befunde gestützt werden.

Eine wissenschaftlich noch offene Frage ist, ob sich Einschlagkrater anhand bestimmter Merkmale im digitalen Geländemodell zuverlässig von ähnlich geformten Strukturen anderer Entstehung unterscheiden lassen. Ob solche Merkmale künftig als ergänzendes Kriterium zur Identifizierung von Einschlagstrukturen dienen können, muss durch systematische Vergleichsuntersuchungen und statistische Tests geklärt werden.