Impakt unter dem Mikroskop

Wenn heute weiterhin von vielen Impakt-Forschern immer noch das Postulat aufrecht erhalten wird, dass es nur drei Kriterien gibt, die einen Impakt unumstößlich beweisen (Projektil-Funde, Schock-Metamorphose und direkte Beobachtung – mehr zu dieser mittlerweile grundsätzlich zu hinterfragenden Einstellung HIER), ist die Schock-Metamorphose das wohl meist bemühte Kriterium, das sich fast ausschließlich auf mikroskopische Befunde stützt (von makroskopischen Shatter Cones einmal abgesehen).

In der Anfangsphase der Forschungen waren es natürlich die optischen Mikroskope (Durchlicht und Auflicht) mit Polarisationseinrichtung, die auch heute noch die Standardausrüstung darstellen. Zu den wichtigsten Ergänzungen wurden dann die Elektronenmikroskope als Raster- und Transmissionselektronen-Mikroskope (REM, TEM) mit einen schier unerschöpflichen dazugehörigen Instrumentarium für diverse Spezialuntersuchungen.

Fangen wir doch sogleich mit dem REM und Rasteraufnahmen von Kieselalgen (Diatomeen-Skelette) und Cyano-Bakterien (rechts unten) an – Maßstabsbalken jeweils 10 µm (1/100 Millimeter).

Sie machen große Augen? Hat sich hierher die Mikro-Paläontologie verirrt?

Ja und nein. Es handelt sich zweifelsohne um Mikrofossilien; aber diese beleuchten durch den REM-Nachweis im Fundmilieu mitten in einer aufgebrochenen glasartigen Kohle aus dem Chiemgau-Impakt einen Impakt-Prozess, den man bisher in dieser Art bisher wohl noch nicht angetroffen hat, worüber es einen besonderen Beitrag im Museum gibt.

Dichte, sehr harte glasartige Kohle aus chemisch nahezu gleichen Anteilen von Kohlenstoff (51%) und Sauerstoff (46%) plus einigen weiteren gängigen Elementen, alle unter 1%, dessen Charakter bisher nur bei irgendwelchen C-O-Kettenmolekülen vermutet werden kann.

Auf die optische Mikroskopie muss hier nicht weiter detailliert eingegangen werden; Dünnschliff-Aufnahmen werden Sie überall auf Ihrem „Gang“ durchs Museum finden.

Ein wunderschönes Beispiel einer Parallelaufnahme mit dem optischen Mikroskop und dem REM sind die Bilder von den Mikrotektiten des Chiemgau-Impaktes:

Der unschätzbare Vorteil auch in diesem Fall ist, dass eine mit dem REM verknüpfte Röntgenspektroskopie zur Elementanalyse EDX (im englischen häufiger EDS) wichtige Daten liefern kann Bei den Chiemgau-Mikrotektiten war es außer dem Silizium der hohe Calcium-Anteil im Glas, der zu den Kalksilikaten der Ruhpolding-Formation als Ursprungsgestein führte.

Hochspeziell wird es, wenn die Forscher und Mineralogen von ZEISS Elektronenmikroskopie und Oxford Instruments mit ihren Equipments und Methoden (Rasterelektronenmikroskop REM, Transmissionselektronenmikroskop TEM, Energiedispersive Röntgenspektrokopie EDS/EDX, Electron Backscatter Diffraction EBSD) bis in den Nano-Bereich vordringen. Ohne diese „Zuarbeit“ und auch die der Forscher und Forscherinnen von der Russischen Akademie der Wissenschaften mit dem Diamant-Labor des Geologischen Instituts in Syktyvkar mit allem, was sich der Forscher wünschen kann, würde es den Chiemgau-Impakt, wo er heute international steht, nicht geben.

Nachfolgend einige Beispiele

EBSD vom 8 kg Eisensilizid-Brocken mit dem „Mondmineral“ Hapkeit Fe2Si und eigentümlichen Verwachsungsgrenzen.
Aus der Wunderwelt der Elektronenmikroskopie – und des Chiemgau-Impaktes: Zirkon-Kristalle mit Uran-Häubchen (weiß), wenige Mikrometer groß, „plumpsen“ in eine flüssige bis plastische Matrix aus Eisensiliziden, die augenblicklich erstarrt.
Bis hinunter in den Nano-Bereich: Schocklamellen in Eisensilizid mit planaren Deformationsstrukturen (PDFs).
Mikrometer-Einschlagkrater in Eisensilizid. Ähnliche Krater kennt man vom Mond durch Einschläge hochenergetischer Partikel kosmischer Strahlung.
Kubische Moissanit SiC Kristalle in Eisensilizid-Matrix, EDS-Spektrum von superreinem SiC. Elektronenbeugung (rechts) des kubischen SiC spricht für einen kosmischen Ursprung.
TEM Aufnahme vom Chiemit mit Diamant-Einschlüssen. Bild Shumilova.