Impakt-Kriterien Hochtemperatur-Merkmale

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Bei allen Impakten auf der Welt gibt es zwangsläufig primär Hochtemperatur-Merkmale, die bei sehr alten Strukturen häufig nicht mehr gut zu diagnostizieren sind. Die hohen Temperaturen entstehen bei der Ausbreitung der Schockwellen und physikalisch im Zuge der spontanen Druckentlastung in den Gesteinen. Am Beginn der Schock-Ausbreitung vom Einschlagsort aus sind die Temperaturen so hoch (viele 1000°C), dass die Gesteine (wie auch das einschlagende Projektil) einfach verdampfen. Nimmt beim Fortschreiten der Schockdruck rasch ab, wird nur noch Gestein geschmolzen und dann im weiteren Verlauf nur noch mechanisch beansprucht. Am Rand des entstehenden Kraters sind die Gesteine sozusagen auf nur noch „Zimmertemperatur“ abgekühlt.

Kühlt der Gesteinsdampf in der Atmosphäre ab, kann er zu Glaströpfchen kondensieren, die abregnen und in vielen Impakt-Arealen heute als winzige Glaskügelchen (Spherulen) auftreten.

Die direkt beim Impakt geschmolzenen Gesteine können zu Glas abgeschreckt werden oder bei langsamer Abkühlung zu einem neuen Gestein werden. Bei den sehr komplexen Bewegungen der Kraterentstehung mit der Aushöhlung, dem Auswurf und der Ejekta-Ablagerung kommt es zu vielfältigen Vermischungen aller Komponenten und zur Entstehung typischer Impaktgesteine (Impaktite). Einer der ersten, berühmt gewordenen Impaktite war der Suevit des Nördlinger Rieses, dem man sofort wegen des reichhaltigen Glases in der Brekzie die hohen Temperaturen ansah, was seinerzeit aber 100 Jahre lang vulkanisch erklärt wurde.

Hohe Temperaturen mit Glasbildung können beim Impakt (und nicht nur beim Impakt) auch durch Reibungshitze entstehen, wenn sich riesige Gesteinsschollen mit höchster Geschwindigkeit und unter hohem Druck gegeneinander bewegen.

In neuerer Zeit wird eine weitere Glasbildung beim Impakt diskutiert, eine direkte Glasbildung an der Erdoberfläche durch eine gewaltige Explosionswolke (Airburst), die als ein überhitzter Gas-Jet mit Temperaturen von über 5000 °C einem Kometen- oder Asteroiden-Einschlag vorauseilt.

Grundsätzlich kann man es einem Glas aus dem Gelände nicht ansehen, ob es bei einem Impakt oder einem anderen, z.B. vulkanischen, geologischen Prozess oder bei einem Blitzeinschlag (Fulgurit) entstanden ist, oder sogar vom Menschen in einer Glashütte hergestellt wurde oder sich in der Wandung eines Ofens gebildet hat.

Beim Chiemgau-Impakt ist es vielfach einfach, Glasbildungen den extremen Temperaturen beim Einschlag zuzuordnen, in manchen Fällen können Verwechslungen mit menschlichen Produkte nicht ausgeschlossen werden. Typische Gläser und Hochtemperatur-Bildungen aus dem Chiemgau-Kraterstreufeld zeigen die nächsten Aufnahmen.

Ein mit einer Glashaut überzogener Stein aus dem Kaltenbach-Krater.

Ebenfalls aus dem Kaltenbachkrater: Außer einer Glashaut zeigt dieser Anschnitt eine partielle Glasbildung im Inneren mit deutlichem Fließgefüge.

Ein Geröll aus dem nördlichen Streufeld mit offenen, glasgefüllten Rissen. An anderer Stelle des Museums wird über diesen Prozess der Spallation als ein Schockeffekt sehr ausführlich berichtet.

Wie zuvor ein Geröll aus dem nördlichen Streufeld: Ein teilweise glasummantelter Stein mit offenen Rissen, in die Glas eingedrungen ist.

Teilweise in großen Mengen auf Ackerflächen verstreut zu finden: Gläser mit teilweise aerodynamischen Formen und manchmal eingestreuten kleinen Gesteinssplittern. Solche Gläser sind von anderen Impakten bekannt und sicherlich im Chiemgau ein Impakt-Hochtemperatur-Kriterium-

Vergrößerte Aufnahme der Gläser vom vorherigen Bild. Man sieht das teilweise stark blasige Glas, die aerodynamische Zurichtung und die gedrehten Formen.

Eines der immer noch auf Äckern gefundenen glasummantelten Gesteinsbrocken und Gerölle, die aus der Nähe des Kraters Mauerkirchen beim Chiemsee. Von der Bevölkerung hört man dann Geschichten wie kürzlich von einem Landwirt in Nußdorf östlich vom Chiemsee, dass sie als Kinder auf den Äckern wegen ihrer Schönheit und als große Besonderheit immer wieder glasumhäutete Gerölle aufgelesen hatten und dass im Ort Nußdorf selbst zeitweise ein großer Haufen dieser Glassteine existierte hatte.

Ein typischer Hochtemperatur-Befund vom Impakt-Krater 004 bei Emmerting: Zwei glasummantelte Gerölle sind durch eine schlackeartige Schmelzmasse miteinander versintert.

Fundstücke mit Kennzeichen von den vermutlich allerhöchsten beim Chiemgau-Impakt entstandenen Temperaturen: der Chiemit. In einer Zusammenarbeit mit dem CIRT haben russische Forscher(innen) in einer Matrix aus über 90 % amorphen Kohlenstoffs Diamanten und Carbine nachgewiesen. Bei letzteren handelt es sich ebenfalls um Kohlenstoff-Polymorphe, die zu ihrer Entstehung einige Gigapascal (GPa) Drücke und Temperaturen zwischen 2500 und 4000°C benötigen. Bei diesen Temperaturen schmilzt auch Kohlenstoff, so dass der Chiemit in seiner Grundmasse als ein Kohlenstoff-Glas angesehen werden kann. Auch hier im viituellen Museum wird dem Chiemit ein Sonderplatz zugewiesen.

Das elektronenmikroskopische Bild einer Chiemit-Bruchfläche zeigt sehr schön die blasenreiche stark poröse innere Struktur des Chiemits. Lokale Geologen verschließen offenbar die Augen vor diesen publizierten REM-Bildern, da sie den Chiemit immer noch als Koks „verkaufen“.

Auch dieses letzte (und oben erste) Bild eines glasumhäuteten Steins wird von lokalen und regionalen Geologen als ein menschliches Produkt immer noch verteidigt. In einen Kalkbrennofen sollen absichtlich oder unabsichtlich außer den zu brennenden Kalksteinen auch silikatische Gerölle gelangt und dort zu Glas umgewandelt worden sein. Physikalisch ein geologisches Rätsel, wie ein Glas, rundum nur Bruchteile eines Millimeters stark, sich in einem langdauernden Kalkbrenn-Prozess nur auf eine äußere allerdünnste Glashaut beschränken konnte, ohne dass Glas mit weiter ins Innere wandernden hohen Brenntemperaturen dort zu finden ist.

Bei einem Impakt funktioniert das physikalisch dadurch, dass hochgeschleuderte Gerölle nur sekundenlang durch eine superheiße Explosions-Gaswolke (Airburst) fliegen, die nur die Zeit hat, eine äußerste Glasschmelze zu bilden, die genauso schnell vorm Landen zu Glas abgeschreckt wurde.