ERNSTSON CLAUDIN IMPAKTSTRUKTUREN – METEORITENKRATER
Untersuchungen zur Geologie, Geophysik und Petrologie
Wegen Corona ist die diesjährige 51. Lunar & Planetary Science Conference (LPSC) in The Woodlands/Houston, die in fünf Tagen am 16.3.2020 beginnen sollte, abgesagt worden. Zur Präsentation angenommene Abstracts und Poster werden trotzdem als normale zitierfähige und archivierte Beiträge behandelt.
Zwei Beiträge zu Impakten in Deutschland – Nördlinger Ries und Chiemgau-Impakt – können unter den folgenden Titeln und Links heruntergeladen werden:
Beitrag zum Thema auf dem diesjährigen Kongress LPSC – Lunar & Planetary Science Conference 2020, The Woodlands, Texas, 16.- 20. März:
K. Ernstson: A GRAVITY ANOMALY IN THE RIES IMPACT CRATER EJECTA BLANKET: SECONDARY OR PRIMARY CRATERING?
Kord Ernstson, Nov. 2019
Zusammenfassung: Im Rahmen eines Projektes zur Untergrunderkundung wurden im Nördlinger Ries in der südlichen Zone des Gürtels aus Auswurfmassen auf einer Fläche von rund 20 km2 Schweremessungen (Gravimetrie) durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war die Erfassung der Ablagerungsstruktur der Bunten Trümmermassen/Bunten Brekzie im Raum Bissingen. Ergebnis ist der Nachweis einer großen muldenartigen Struktur mächtiger Ejekta-Füllung , die mit einem enormen „secondary cratering“ oder einem kleineren begleitenden „primary cratering“ erklärt wird. Zur selben Zeit der Schweremessungen fanden Geländearbeiten des Bayerischen Landesamtes für Umwelt (LfU) für die neue geologische Karte Blatt Bissingen statt, die jüngst mit Erläuterungen im Druck erschienen ist. Obgleich dem kartierenden Geologen vom LfU die bemerkenswerten Resultate der Gravimetrie bekannt waren und diese auch gemeinsam diskutiert wurden, findet sich in den Erläuterungen zu Blatt Bissingen kein Wort darüber. Der Wert der an sich sehr guten Geländeaufnahme der Karte wird zudem geschmälert durch eigenartige, erfundene und durch nichts belegte strukturelle Impakt-Konstrukte unter den verhüllenden Bunten Trümmermassen, was der Ries-Geologie und der Ries-Forschung generell einen Bärendienst erweist
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1 Einführung
Das Nördlinger Ries (oder der Ries-Krater) muss an dieser Stelle nicht weiter beschrieben werden (obgleich es ehrwürdige Professoren der Geologie/Paläontologie in Deutschland gibt, die bis auf den heutigen Tag noch nie in dieser geologischen Ausnahme-Struktur waren). Der Verf. ist wissenschaftlich sozusagen mit dem Ries groß geworden. Seiner Diplomarbeit mit Arbeiten im Krater folgte 1972 eine erste Publikation in einer wissenschaftlichen Zeitschrift, der 1974 die Dissertation mit einem Ries-Thema folgte. In der Zwischenzeit fand 1973 die bekannte ca. 1200 m-Tiefbohrung im Inneren der Struktur statt, an der der Verf. begleitend und mit Auswertungen und Publikationen beteiligt war. Später in der Lehre folgten Geländemessungen in Studenten-Praktika und über viele Jahre regelmäßige geologische Exkursionen zu den „spannendsten“ geologischen Aufschlüssen.
Das wird hier vorangestellt, weil das Ries, später dann sozusagen vor der Haustür, die weiteren wissenschaftlichen Arbeiten des Verf. zu Impaktstrukturen in Frankreich, Spanien, Türkei/Griechenland aber auch im Schwester/Bruder-Krater des Steinheimer Beckens und in dem seit einiger Zeit etablierten Chiemgau-Impaktstreufeld (Ernstson et. al 2010, Rappenglück et al 2018), begleitete und neue Publikationen über das Ries sorgfältig zur Kenntnis genommen wurden.
Deshalb wurden die Geländearbeiten von D. Jung vom Bayerischen Landesamt für Umwelt (LfU) zur Erstellung der neuen geologischen Karte 1: 25 000 Blatt Bissingen im Bereich der Ries-Auswurfmassen mit großer Neugier zur Kenntnis genommen, zumal zur selben Zeit die Schweremessungen des Verf. mitten auf Blatt Bissingen stattfanden, und die Freude war zunächst groß, als das Blatt dann vor zwei Jahren im Druck erschienen war. Hier berichtet der Verf. über dieses Gravimetrie-Projekt und nutzt dies, um auf spezielle Ries-bezogene „Eigentümlichkeiten“ der Erläuterungen zur Karte von D. Jung einzugehen.
2 Die Gravimetrie im Raum Bissingen
Im folgenden wird es eine relativ kurze Zusammenstellung der Messungen und ihrer Resultate geben und vorausgesetzt, dass der Leser mit den Grundzügen dieses wichtigen geophysikalischen Verfahrens einigermaßen vertraut ist. Grundlage dafür, dass die Gravimetrie bestens geeignet ist, die Mächtigkeit der Bunten Trümmermassen/Bunten Brekzie zu ermitteln, ist ein anzunehmender erheblicher Dichteunterschied zwischen den Auswurfmassen und dem Autochthon des Malm vorwiegend in Kalkstein- und Dolomit-Fazies, was die Messungen dann eindrucksvoll bestätigt haben.
Abb. 1 zeigt zur Orientierung einen Ausschnitt der geologischen Übersichtskarte des Rieses, in die der Blattrahmen der geologischen Karte Bissingen markiert ist und in der der Pfeil auf das Untersuchungsareal der Gravimetrie weist.
Abb. 1 . Ausschnitt der geologischen Übersichtkarte des Ries-Kraters mit der Lage des Untersuchungsgebietes (Pfeil) im Kartenblatt 7229 Bissingen der geologischen Karte von Bayern 1 : 25 000 in der Zone der Auswurfmassen des Impaktes. Quelle: früheres Bayer. Geol. LA.
Abb. 2. Karte der gemessenen Gravimeterstationen.
Die mehr als 200 gravimetrischen Messpunkte sind in die Karte in Abb. 2 eingetragen mit einer zentralen stärkeren Konzentration und größeren randliche Abständen, um regionale Schwereänderungen beurteilen zu können.
Die Auswertung erfolgte mit den bekannten üblichen Reduktionen der Messwerte, was in der Konstruktion der BOUGUER-Schwerekarte in Abb. 3 resultierte. Unübersehbar ist ein in diesem Ausmaß nicht erwartetes muldenartiges Schwereminimum, das in einer 3D-Darstellung der Schwerefläche besonders zum Ausdruck kommt und eine merkliche Strukturierung zeigt
Abb. 3. BOUGUER-Schwerekarte mit Gravimeter-Stationen und Profilstrecke für Modellierung.
Abb. 4. BOUGUER-Schwerekarte in einer Pseudo-3D-Darstellung. Sie vermittelt ein stark ausgeprägtes Relief der geologischen Untergrundstrukturen. Blickrichtung NE.
Eine erste einleuchtende qualitative Interpretation sagt sofort, dass in diesem Bereich die Mächtigkeit der Trümmermassen geringer Dichte besonders groß sein muss. Wieviel das ist, liefern einfache Modellierungen für ein Schwereprofil, das in die BOUGUER-Karte der Abb. 3 eingetragen ist.
Das Ergebnis einer 2,5D-Modellierung bringt die Abb.5 mit einem zunächst sehr einfachen Modell für eine Grenzfläche zwischen zwei Dichte-Körpern, die den Trümmermassen und dem liegenden Autochthon zugeordnet werden. Als Dichtedifferenz wurde für die Modellierung -0,25 g/cm3 angenommen, was nicht völlig falsch sein dürfte und mit bekannten Dichten der beteiligten lithologischen Einheiten korrespondiert. Geringere Dichtedifferenzen führen bei der Modellierung zu größeren, stärkere Dichteunterschiede zu reduzierten Mächtigkeiten der Trümmermassen.
Abb. 5. Schwereprofil für die Strecke in Abb. 3 und 2.5D-Modellierung der Basis Ries-Trümmermassen gegen autochthonen Malm.
Für eine pauschalere Betrachtungsweise verwendet die Modellierung in Abb. 6 das stark geglättete Schwereprofil der Abb.3 mit einer entsprechenden einfacheren Modellierung und einem zugehörigen einfachen gro0en muldenförmigen Störkörper. Hier lässt sich am einfachsten „plakativ“ ablesen, dass die Mächtigkeit der Auswurfmassen bei der als vernünftig angenommenem Dichtedifferenz zwischen 150 m und 200 m betragen dürfte, aber bei etwas geringeren Dichtdifferenzen auch bis zu 200 m erreichen könnte, und das bei einer NW-SE-Schüsselweite von ganz grob 5 km.
Abb. 6. Pauschale 2,5D-Modellrechnung für das stark tiefpass-gefilterte Profil der Abb. 5.
Abb. 7. Variierte Modellierung vom Schwereprofil 2 in Abb. 5. Dichtedifferenzen in g/cm3.
Nimmt man außer der pauschalen glatten Schüssel-Anomalie auch das unruhige überlagernde Schwere-Relief ins Visier, so kann eine detailliertere Modellierung auch zu einer Anpassung zwischen Messung und Berechnung kommen, wenn, wie in Abb. 7 vermittelt, die Schwereunruhe zwanglos durch in die Bunte Brekzie einschalteten größere Fremdschollen aus Malm-Kalksteinen nachgebildet wird.
3 Zusammenfassung der Schweremessungen und ihrer Ergebnisse – impakt-relevante Interpretation
Das zunächst überraschende Ergebnis ist die unerwartet hohe Mächtigkeit der Auswurfmassen, die eine kilometergroße schüsselförmige Einmuldung je nach Dichtedifferenz von bis zu 200 m füllen könnten. Von Bohrungen ist eine solche durchbohrte Mächtigkeit nicht bekannt, die im Mittel zwischen 30 und 50 m beträgt, gelegentlich über 100 m groß werden kann und in der Bohrung Monheim 140 m erreichte (Birzer 1969). Dass solche Mächtigkeiten aber andernorts vorkommen können, haben seismische und geoelektrische Messungen im Vorries gezeigt, die von damaligen Bayerischen Landesamt für Geologie durchgeführt wurden und partiell auch auf bis zu 200 m mächtige Auswurfmassen gekommen sind (Bader & Schmidt-Kaler 1977). Empirische Umrechnungen der dort gemessenen seismischen Geschwindigkeiten in Dichten vom Malm und von der Bunten Brekzie nach der sog. Gardner-Gleichung ergeben Werte, die sich für die hier gemachten Modellierungen als vernünftig erweisen. Die Frage, die sich anschließt, lautet: Wie ist die Hohlform entstanden? Eine sich auf derart kurzer Strecke von NW derart plötzlich eintiefende prä-riesische Erosionsrinnen, die auch keinen echten Abfluss hat, dürfte ausscheiden. Es bleibt die Erklärung, dass Eintiefung und anschließende Auffüllung beim Ries-Ereignis selbst entstanden. Ein Erklärungsmodell ist das sogenannte „ballistic erosion“ und „secondary cratering“ (Oberbeck 1975, Morrison & Oberbeck 1978), und aus der Arbeit Hörz (1982), die die Bohrungen westlich von Bissingen beschreibt, lässt sich (übersetzt) zitieren: „Die Ablagerungen [der Bunten Breccie] verhüllen nicht das präexistente Relief und zeichnen es nicht nach, wie man früher geglaubt hat (Hüttner 1969). Stattdessen haben sie das Relief erheblich modifiziert, und zwar in vertikalen Maßstäben der Größenordnung von 50 – 100 m durch das „secondary cratering“ und die nachfolgenden turbulenten Trümmerwogen (debris surge)„. Um einen solchen, offenbar noch tiefer reichenden „sekundären Krater“, der durch die ballistische Erosion der mit extremer Geschwindigkeit von über 500 m/s landenden Trümmermassen (Hörz 1982) ausgeschürft wurde, dürfte es sich im Fall Bissingen handeln. Die in der Gravimetrie sichtbaren Apophysen können dann den sekundären erodierenden „debris surges“ zugeordnet werden, insbesondere die sich nach Südwesten öffnende Eintiefung als Reaktion auf den von Norden kommenden „sekundären Einschlag“. Nicht völlig auszuschließen und bisher für die Riesumgebung nicht erörtert, ist ein direkter Einschlag eines zuvor vom Haupt-Einschlagkörper abgetrennten kleinen Projektils, das bei einem Durchmesser der Größenordnung 100-200 m einen eigenständigen Bissinger Krater erzeugt hat, der unmittelbar darauf von den aus dem Hauptkrater stammenden Trümmermassen aufgefüllt wurde. Das könnte die rundliche Form vielleicht besser erklären.
4 Die Geologische Kartierung Blatt Bissingen
Zur Kartierung von D. Jung muss ohne Umschweife gesagt werden, dass die Karte einen ganz hervorragen Eindruck macht und von einer sehr gründlichen, fast peniblen Aufnahme über das gesamte Blatt zeugt. Sie vermittelt, dass sich Jung offensichtlich sehr gut in der Jura-Stratigraphie auskennt, was sich in der Indizierung der unübersehbar vielen Fremdschollen aus Malmkalk dokumentiert (Beispiel-Ausschnitt Abb. 9).
Viel mehr ist zu dieser überzeugenden Leistung nicht zu sagen, die auch neue Überlegungen zum Ries-Auswurfvorgang initiieren könnte, wenn der – so muss es hier gesagt werden – unsägliche Profilschnitt unter der Karte und die in den Erläuterungen gebrachten Ausführungen zur strukturellen Interpretation, insbesondere seine Abb. 17, nicht wären.
Was zu bemängeln ist, soll an dem vereinfachten Profilabschnitt der Abb. 8 erläutert werden. Das Geofantasie-Dilemma von Jung beginnt im Jahr 1957, als das Ries noch ein Vulkan war. Damals hat Schalk (1957) im Steinbruch südsüdöstlich von Burgmagerbein (siehe Abb. 9) die Grenze „Weißjura Gamma/Delta)“ bei ca. 430 m NHN ermittelt, was Jung dann in eine Tiefe der Malm/Dogger Grenze bei diesem Steinbruch zu 300 m NHN umrechnet, derselbe Wert, den Jung auch für die Bohrung Forheim, immerhin ca. 12 km entfernt, nach Schmidt-Kaler (1994) zitiert.
Dass in einem Areal, das nur ein paar 100 m entfernt übersät ist mit gleichgroßen und gleichartig unregelmäßig geformten allochthonen Fremdschollen (Abb. 9), plötzlich ein rundum durch Verwerfungen gegen den autochthonen Malm abgegrenzter kleiner Malmblock um 140 m am Autochthon und auf der Ries-abgewandten Seite fahrstuhlartig hochgeschrammt sein soll, dürfte aus der geologischen Märchenstunde kommen. Die einfachste Lösung: Auch der stratigraphisch-datierte isolierte Block ist nicht mit dem Fahrstuhl 140 m nach oben gekommen sondern mit den Ries-Ejekta wie alle anderen direkt benachbarten Fremdschollen aus dem Krater selbst geschleudert worden.
Auch wenn wir das der Freiheit der geologischen Kartier-Interpretation von Jung durchgehen lassen, beginnt damit erst recht eine Geofantasie. Aus diesem einzigen (!) kleinen Befund aus dem Jahr 1957 konstruiert Jung ein Riesereignis-Strukturgebäude, das in vereinfachter Form in Abb. 10 nachgezeichnet wurde. Zwar mit Fragezeichen versehen, entsteht aus einer einzigen fragwürdigen Punkt-Interpretation ein strukturelles System aus Gräben und Horsten, die unter einer Überdeckung aus bis zu mehr als 100 m Bunter Brekzie (Abb. 10, Abb. 8) noch nie jemand verifiziert hat. Verblüffend auch die in Abb. 8, 10 eingezeichnete Horststruktur, die nach der erbohrten Dogger/Malm Grenze 9 m abgesenkt (!) gegen die angrenzende Grabenstruktur (Bohrdaten Abb. 10) liegen soll.
Vermutete tektonische Strukturen (Verwerfungen) gehören gemeinhin in das Inventar geologischer Karten, wenn es begründete Geländebefunde in Verlängerung kartierter Störungen oder lokal geringmächtig überdeckte, sonst aber nachgewiesene stratigraphische Versätze gibt. Aber hier, bei Bissingen, gibt es solche Befunde nicht, und auch die gestrichelt in Abb. 8 und 10 eingetragenen Gräben und Horst besitzen nicht den Hauch einer Ahnung solcher Störungen.
Abb. 8. Abgeänderter und vereinfachter Profil-Abschnitt aus der geologischen Karte Blatt Bissingen.
In den Erläuterungen zur geologischen Karte rechtfertigt Jung diese Konstruktion mit dem Verweis auf 1912 (!) durchgeführte sprengtechnische Experimente in Ostsee-Sanddünen zum seinerzeit vulkanischen (!) Krater durch Kranz (1912) mit entstandenen Blockzerlegungen, mit theoretisch-statistischen mathematischen Modellen aus den Jahren 1964 und 1965 einzig zu Geländehöhen (Johnson et al. 1964, Johnson 1965) und mit Forderungen von Preuss (1969) nach der Existenz von „radialen Zerreißungen und konzentrischen Sprüngen“ gemäß eines Vergleichs mit Mondkratern. Auch eine von Hüttner (1977) vermutete Heraushebung des südlichen Kraterrandes, ähnlich einer solchen Kraterand-Hebung beim Haughton-Krater in Kanada und einem „rim uplift“ bei Mond und Marskratern, rechtfertigt nicht in Ansätzen die von Jung gezeichneten Horst-Graben-Struktur, von der Jung selbst behauptet, dass sie Teil eines Störungssystems ist, das den gesamten Rieskrater umgibt aber nirgends identifiziert werden kann.
Abb. 9. Abgeänderter und vereinfachter Ausschnitt aus der Geologischen Karte 1 : 25 000 Blatt Bissingen.
Abb. 10. Stark vereinfachte Nachzeichnung der Abb. 17 in den Erläuterungen von Jung.
Die Frage stellt sich, warum Jung dieses nie gesehene und allenfalls aus Analogieschlüssen dorthin konstruierte Graben-Horst-System platziert (Abb. 8), das in der Karte selbst ja auch überhaupt nicht in Erscheinung tritt.
Der Lösung des Rätsels kommt man vielleicht näher im Kapitel 10 Geophysik der Erläuterungen, wenn auf S. 89 geoelektrische Profile im Kesseltal zwischen Bissingen und dem 2 km entfernten Göllingen erwähnt werden und Zahlen zu den spezifischen Widerstanden der gemessenen Lithologien genannt werden, wobei Werte über 1000 Ohm*m auf autochthone Malm-Massenkalke zurückgeführt werden. Wenn man jetzt erwarten würde, dass Ergebnisse der Geoelektrik zu den Lagerungen der geologischen Einheiten, vielleicht mit einigen Profilschnitten, gebracht werden, wird man enttäuscht. Stattdessen rätselhaft wiederum die Anmerkungen von Jung zum „auffällig abrupten Aussetzen der Weißjura-Oberfläche an mehreren Stellen“; und: „Hier scheint die Bunte Breccie bis in größere Tiefen zu reichen. Es handelt sich um Strukturen, die auf das bereits erwähnte konzentrische Störungssystem im Vorries zurückzuführen sind. Dadurch erfolgte eine Blockzerlegung des Weißjura, wobei einzelnen Weißjura-Aufragungen durch Grabenstrukturen („Horst-Graben-Strukturen“) voneinander getrennt sind. Die Gräben sind mit Bunter Breccie verfüllt.“
Was für Jung auffällig abrupt ist, (offenbar nach der Geoelektrik, deren Ergebnisse man nicht sieht), sollte die Kante eine der vielen Weißjura-Fremdschollen in der Bunten Brekzie sein, die dort nach der Gravimetrie noch ziemlich mächtig sein dürfte. Und wie soll das „Hier“ interpretiert werden, wenn nicht am Ort des abrupt aussetzenden Malm? Und woraus ist dann zu schließen, dass hier an der Grenze die Trümmermassen bis in größere Tiefen reichen. Wenn das aus der Geoelektrik kommt, sollte genau das hier zu lesen sein, was nicht der Fall ist. Der Aufwand für eine Geoelektrik, um in diesen Tiefenbereich zu kommen, wäre auch ganz enorm.
Also ist das Spekulation, möglicherweise mit Methode, was uns zur Abb. 8 mit dem Profilabschnitt der geologischen Karte führt. Dort wächst bei Bissingen die Mächtigkeit der Trümmermassen muldenförmig auf weit über 100 m an, wofür Jung aber keinen Beleg anführt. Eigenartigerweise ist hier aber nach der Gravimetrie auch eine große Einmuldung mit einer mächtigen Füllung aus Bunten Trümmermassen (siehe oben). Diese Gravimetrie, die und deren Ergebnisse Jung kennt, werden hier aber verschwiegen, und in einem Umkehrschluss konstruiert Jung seine völlig unbewiesene Mulde, um indirekt sein Horst-Graben-System, das ebenfalls völlig unbewiesen ist, zu konstruieren.
Hier soll ergänzt werden, dass am Anfang zum Kapitel 3.2.3 Ries-Auswurfmassen der Erläuterungen von Jung der Untertitel erscheint „Mächtigkeit: bis über 200 m“. Wo auf seinem Blatt Bissingen diese genannte Mächtigkeit angetroffen wurde, sucht der Leser vergebens. Kurioserweise ist das eine Zahl, die gut zur Gravimetrie bei Bissingen passen würde, die Jung verschweigt.
5 Zusammenfassende Schlussfolgerungen
Aus einem zufälligen Zusammentreffen einer Gravimetrie-Kampagne in der südlichen Zone der Ries-Impakt-Ejekta auf dem geologischen Kartenblatt Bissingen mit den Kartierarbeiten des Bayerischen Landesamtes für Umwelt (LfU) auf genau diesem Kartenblatt, das mittlerweile im Druck erschienen ist, ergibt sich eine Konstellation mit zwei ganz unterschiedlichen Aspekten. Für die Riesforschung sind sie nicht ganz unerheblich.
Die Messungen der Gravimetrie im Raum Bissingen ergeben, nicht unbedingt erwartet, eine relativ isolierte, muldenartige Untergrundstruktur im autochthonen Weißjura, die mit Bunten Trümmermassen bis zu 200 m Mächtigkeit gefüllt sein kann (abhängig von den gewählten Dichteunterschieden). Das ist eine ganz erhebliche Mächtigkeit, die schwerlich mit einer beim Impakt aufgefüllten präriesischen Erosionsstruktur erklärt werden kann. Hier angeführte Deutungsmöglichkeiten betrachten das Modell des sogenannten „secondary cratering“ als das Ergebnis eines gewaltigen Ausschürfens des Autochthons der mit extremer Energie landenden Ejekta. Als zweite Möglichkeit wird auch ein „primary cratering“ erwogen, womit gemeint ist, dass neben dem Haupteinschlag des Ries-Kraters bei der Annäherung vom Projektil eine vorher abgetrennte kleinere Masse des Impaktors einen eigenständigen kleineren Krater erzeugt hat, der dann mit den Hauptauswurfmassen gefüllt wurde.
Diese für die Ries-Forschung nicht uninteressanten Resultate werden vom LfU verschwiegen, obgleich dem kartierenden Geologen D. Jung die Gravimetrie-Messungen und deren Resultate mit der großen Muldenstruktur auf „seinem“ Kartenblatt sehr wohl bekannt waren und mit dem Verf. diskutiert wurden.
Was das LfU hier praktiziert, ist fern jeglicher wissenschaftlichen Seriosität, was umso betrüblicher ist, als die Kartierung von D. Jung als ganz hervorragend charakterisiert werden muss, und es wäre klug gewesen, hätte er in den Erläuterungen zur Karte keine geologischen und impaktbezogenen Fantasie-Gebäude ohne wissenschaftliche Substanz errichtet. Und an die Adresse des LfU: Wenn in einer offiziellen Publikation des Amtes über 100 Jahre alte Experimente in Ostsee-Dünensanden zur vulkanischen Ries-Entstehung als Modell für den Ries-Impakt herangezogen werden, kann das nur als peinlich bezeichnet werden.
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Ergänzung: 1973 erfuhr die Pelarda-Formation eine erste umfassendere wissenschaftliche Untersuchung im Rahmen einer Diplomarbeit (W. Monninger, Universität Würzburg). Wir fügen hier das digitalisierte Original seiner geologischen Karte sowie der schriftlichen Diplomarbeit zum Herunterladen an. Es ist bemerkenswert – und mit der Grund, diese Arbeit wieder in Erinnerung zu rufen – weil Anfang der siebziger Jahre in deutschen Hörsälen der Universitäten und schon gar nicht in geologischen Lehrbüchern Impakt als geologischer Prozess vorkam. Das Buch von H.J.. Melosh: Impact Cratering – A Geologic Process erschien erst 1989.
Ebenfalls 1973 fand die Tiefbohrung im Inneren des Nördlinger Ries-Kraters statt, der auch vielen Ungläubigen die reale Existenz einer Ries-Impaktstruktur näher brachte, ohne manche (viele) – auch weiterhin – davon zu überzeugen. 1973 wussten auch Monningers Lehrer und er selber natürlich auch von Impakten auf der Erde überhaupt nichts. Umso bemerkenswerter ist es, dass seine damalige überaus sorgfältige, penibel mit tiefgreifendem geologischen Verständnis und Verstand erfasste Geologie der Pelarda-Formation ganz wesentliche Dinge beschrieb, die die spätere Einstufung als Impakt-Ejekta vorwegnahm, ohne dass – natürlich – Monninger das in seiner Diplomarbeit benennen konnte.
Die heutigen Geländebegehungen des Mitautors W.M. lassen ihn einige wenige Dinge anders sehen als Student vor über 40 Jahren – kein Grund, an der damaligen Arbeit auch nur ein Jota zu verändern.
Diplomarbeit Monninger * Geologische Karte Monninger
Neuer Artikel: and A reassessment of the proposed ‘Lairg Impact Structure’ and its potential implications for the deep structure of northern Scotland. –
Bouguer Schwere-Restfeldanomalie der sich für Lairg abzeichnenden Impaktstruktur: Eine präkambrische verborgene komplexe Struktur mit einem inneren Ring (Peak Ring) von 50 km Durchmesser und einem daraus abgeleiteten vollen Durchmesser von ca. 100 km.
Schwere-Profile des Restfeldes über die Lairg-Impaktstruktur, die einen inneren Ring (Peak-Ring) und äußere Eintiefungen vermitteln.
Die negative Schwereanomalie von Lairg kann einen vergrabenen Einschlagkrater ∼40 km im Durchmesser darstellen, der das Liefergebiet für die 1,2 Ga (1,2 Milliarden Jahre) alte Stac Fada-Ejektaablagerung war, aber die Schwereanomalie ist zu groß, um einen einfachen Krater darzustellen, und es gibt keine Anzeichen für einen Zentralberg. Eine Neuanalyse der Daten der britischen Bouguer-Schwerekarte zeigt einen Ring positiver Anomalien um das zentrale Schwereminimum, was darauf hindeutet, dass es den erodierten zentralen Teil eines größeren komplexen Kraters darstellen könnte. Die inneren Ringe (Peak Rings) komplexer Krater zeigen ein weitgehend einheitliches 2:1-Verhältnis zwischen Ringdurchmesser und Gesamtkraterdurchmesser, was bedeutet, dass der angenommene Lairg-Krater bis zu 100 km groß sein kann. Dies würde den Kraterrand in einem Umkreis von wenigen Kilometern um den Ausläufer der Stac Fada-Formation platzieren, ein Ort, der nicht mit der Dicke und Größe der Ejektaablagerung verträglich ist. Wir schlagen vor, dass der mutmaßliche Einschlagkrater ursprünglich weiter östlich lag, wesentlich weiter von der Stac Fada-Ablagerung entfernt als heute, und während der kaledonischen Orogenese nach Westen an seinen heutigen Standort unter Lairg verlagert wurde. Dieses Modell erfordert, dass unter der Moine-Überschiebung in Nord-Zentralschottland eine tiefliegende Überschiebungsverwerfung existiert, analog zu den Überschiebungen von Flannan und Outer Isles.
Ergänzungen
Der hier präsentierte Artikel von Simms & Ernstson hat unschöne Begleiterscheinungen, von denen die Wissenschaft nicht verschont bleibt und was hier angesprochen werden soll.
Der Formation von Stac Fada ist vor rund 10 Jahren ihr wahrer Charakter einer Impakt-Ejektaablagerung zugeschrieben worden (Amor et al. 2008; Reddy et al. 2015). Das wurde allgemein akzeptiert, ohne dass der dazu „passende“ Krater gefunden werden konnte. Amor et.al (2008) meinten, ihn in der Nähe unter Wasser lokalisieren zu können. Stewart (2002) hatte zuvor gemeint, dass der Ursprung der Stac Fada Formation, die er als vulkanoklastische Bildung ansah, tatsächlich weiter östlich liegen müsse. Simms (2015) argumentierte ganz ähnlich und platzierte einen Krater, so er denn existierte, unter das schottische Festland. Geophysikalische Untersuchungen (Rollin 2009; Leslie et al. 2010) erkannten dann eine tiefe Schwereanomalie unter der Stadt Lairg, was durch einen Vergleich mit anderen Schwereanomalien von Impaktstrukturen Simms (2015) dazu veranlasste, dort einen Impaktkrater mit einem Durchmesser von etwa 40 km zu vermuten.
Ein neues Datenprocessing der britischen Schweredaten mit einer Fokussierung auf eine größere Region um die negative Lairg-Schwereanomalie führte zu dem nun publizierten Befund, dass der ursprüngliche 40 km-Krater als simpler Krater ohne Zentralberg so überhaupt nicht in das „Weltbild“ der Impaktforschung passen würde. Und tatsächlich ergab das neue Datenprocessing ein völlig stimmiges Bild eines komplexen Kraters mit einem Peak-Ring (siehe die Bilder ganz oben) und der Schlussfolgerung, dass der originale Lairg-Krater nach bekannten Regeln einen doppelt so großen Durchmesser wie die 50 km des Peak-Rings haben müsse.
So weit so gut. Überhaupt nicht so gut: Praktisch gleichzeitig (innerhalb weniger Tage) mit dem Artikel von Simms & Ernstson publizierte dieselbe Zeitschrift Journal of the Geological Society einen Artikel von Amor et al. (2019): The Mesoproterozoic Stac Fada proximal ejecta blanket, NW Scotland: constraints on crater location from field observations, anisotropy of magnetic susceptibility, petrography and geochemistry.
In diesem Artikel greifen Amor et al. mehr oder weniger dieselben Argumente auf, die Amor et al. bereits in Ihrer Arbeit 2008 für eine nahegelegene Unterwasserstruktur gebracht hatten, Argumente, die zu großen Teilen schon früher Simms kritisiert hatte.
Das wirklich Unschöne an der ganzen Sache: Der im neuen, jetzt gleichzeitig im Journal of the Geological Society erschienene Artikel von Amor et al. (2019) weist als Koautor auch Conal MacNiocaill aus. Und genau dieser Autor war der Scientific Editor (Wissenschaftlicher Herausgeber) UNSERES Artikels. Wen wundert es nun noch, dass der Review-Prozess zwischen Einreichen und Akzeptieren unseres Artikels beim Journal 498 Tage (!) gedauert hat. Offensichtlich musste erst der neue Amor et al.-Artikel fertig werden, in dem trotz Conal MacNiocaill als Koautor und gleichzeitiger Science Editor der neue Simms & Ernstson-Artikel nicht zitiert wird! Und auch in der britischen Presse wird nur über den von der Oxford-Universität lancierten Amor-Artikel als tolle Neuigkeit berichtet, ohne ein Wort zu dem 100 km-Krater, dem vermutlich größten europäischen.
Auch so funktioniert Wissenschaft.
Schwerkraftanomalien in Impaktstrukturen können aus ganz unterschiedlichen Prozessen resultieren. Kleine, einfache Krater zeigen im Allgemeinen eine etwa kreisförmige negative Anomalie (z.B. Abb. 1). Eine Brekzienlinse mit niedriger Dichte am Kraterboden, Sedimente junger Krater nach dem Aufprall und Zerbrechungen der Gesteine unter und um den Krater herum können zum Massendefizit beitragen.
In größeren, komplexen Kratern mit Zentralbergen und/oder Ringen können auch Schwerkraftanomalien komplex sein (z.B. Abb. 2, 3). Wie in einfachen Kratern verursachen Gesteinsbrüche und niedrige Dichten von Schmelzgesteine, Sueviten und anderen Brekzien negative Anomalien, und post-impakt Sedimente niedriger Dichte können auch hier im Gegensatz zu den anstehenden Gesteinen vor dem Einschlag stehen. Darüber hinaus werden relativ positive Anomalien gemessen, wenn Gesteine höherer Dichte in der Modifikationsphase des Kraterprozesses zu den oben genannten Zentralbergen und Ringen aufgehoben wurden. Eine Schock-Lithifikation von porösem Gestein kann auch zu einer lokal erhöhten Dichte führen.
Abb. 2. Schwereanomalie der größeren (noch nicht ganz geklärt ca. 30 km oder 50 km) komplexen Rochechouart-Impaktstruktur (Frankreich).
In diesem Zusammenhang erweisen sich Schwerkraftmessungen als wertvolles Werkzeug bei der Untersuchung von Impaktstrukturen. Sie sind wichtig, um verborgene Impaktstrukturen zu erkennen (wie z.B. die berühmte gigantische Struktur von Chicxulub und nunmehr die 100 km-Struktur von Lairg), und sie können die ursprüngliche Größe von tief erodierten Kratern verfolgen, bei denen nur Relikte von Impaktiten auf eine Impaktursache hinweisen (wie z.B. die Rochechouart-Impaktstruktur; siehe Abb. 2).
Die Gravitations-Potentialtheorie sagt uns, dass aus der Integration über eine negative Schwereanomalie das gesamte Massendefizit unabhängig von der spezifischen Dichteverteilung berechnet werden kann. Da in Impaktstrukturen das Massendefizit mit der kinetischen Energie des Projektils zusammenhängt, sind Impakt-Energiebetrachtungen und Abschätzungen der verdrängten Massen möglich. Andererseits kann die Dichtemodellierung von Schwerkraftanomalien Details über die innere Struktur von Impaktkratern zeigen (siehe unten: Impaktstruktur des Steinheimer Beckens; Abb. 4, 5).
Abb. 4. Bouguer-Schwereanomalie der komplexen Steinheimer Becken-Impaktstruktur.
Fig. 5. Dichtemodelle für das Steinheimer Becken. Die Dichtemodelle belegen, das der Krater einen wesentlich größeren Durchmesser (7-8 km) als der bisher und immer noch zitierte Durchmesser von 3,8 km.
Trotz der frühen Publikation, die auch eine detaillierte morphologische Analyse bringt(Ernstson, K. (1984): A gravity-derived model for the Steinheim impact structure. – Int. J. Earth Sci., 73/2, 483-498. – http://www.springerlink.com/content/p7547v2q53745646/), werden auch in jüngeren Arbeiten (z.B. Stöffler et al. 2002, Ivanov and Stöffler 2005) sowie bei Wikipedia und in der kanadischen Earth Impakt-Datenbank diese Erkenntnisse einfach ignoriert bzw. extrem verfälschend zitiert (offenbar Methode bei gewissen Impaktforschern der sogenannten „impact community“). Dazu hier anklicken!
Keywords astrobiology diamond carbyne coalification carbonization meteorite impact chiemite
Abstract
Unusual carbonaceous matter, termed here chiemite, composed of more than 90% C from the Alpine Foreland at Lake Chiemsee in Bavaria, southeastern Germany has been investigated using optical and atomic force microscopy, X‐ray fluorescence spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy, high‐resolution Raman spectroscopy, X‐ray diffraction and differential thermal analysis, as well as by δ13C and 14C radiocarbon isotopic data analysis. In the pumice‐like fragments, poorly ordered carbon matter co‐exists with high‐ordering monocrystalline α‐carbyne, and contains submicrometer‐sized inclusions of complex composition. Diamond and carbyne add to the peculiar mix of matter. The required very high temperatures and pressures for carbyne formation point to a shock event probably from the recently proposed Holocene Chiemgau meteorite impact. The carbon material is suggested to have largely formed from heavily shocked coal, vegetation like wood, and peat from the impact target area. The carbonization/coalification high PT process may be attributed to a strong shock that instantaneously caused the complete evaporation and loss of volatile matter and water, which nevertheless preserved the original cellular structure seen fossilized in many fragments. Relatively fresh wood encapsulated in the purported strongly shocked matter point to quenched carbon melt components possibly important for the discussion of survival of organic matter in meteorite impacts, implying an astrobiological relationship.
In der renommierten Zeitschrift für Anomalistik, Band 17 (2017), S. 235 -260, ist kürzlich ein umfassender Artikel (mit Peer review) über den gegenwärtigen Stand der Forschungen zum Chiemgau-Impakt erschienen : [English translation of the German original click HERE]
von Michael Rappenglück, Barbara Rappenglück, Kord Ernstson
Zusammenfassung – „Chiemgau-Impakt“ bezeichnet ein Ereignis, das sich in der Bronze-/Eisenzeit mit der Schaffung eines großen Meteoritenkraterstreufeldes durch den Einschlag eines Kometen/ Asteroiden in Südostbayern abgespielt hat. Die Forschung ist von Anfang an interdisziplinär an- gelegt und umfasst u.a. Geologie, Geophysik, Limnologie, Archäologie, Mineralogie, Speläologie, Astronomie und historische Wissenschaften. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass sich im Gebiet zwischen Altötting, dem Chiemsee und dem Alpenrand eine große Katastrophe abgespielt haben muss. Funde von exotischem Material, das teilweise nur in Meteoriten vorkommt, durch höchste Drücke und Temperaturen und Einwirkung von Säure extrem beanspruchte und veränderte Gesteine, verschiedenste ganz ungewöhnliche Kohlenstoff-Modifikationen, Nanodiamanten, geophysikalische Anomalien, enorme, weit verbreitete Bodendeformationen und viele andere Auffälligkeiten können durch die Hypothese eines nacheiszeitlichen Impakts stimmig erklärt werden. Sämtliche in der Forschung geforderten Impaktkriterien konnten nachgewiesen werden. Der Einschlag verbunden mit einem großen Air Blast hat erhebliche regionale und wohl auch überregionale Wirkungen hervorgerufen. Menschen nicht nur aus der Region des Chiemgaus waren Augenzeugen des faszinierenden, schockierenden und verstörenden Ereignisses. Möglicherweise wurden recht genaue Beschreibungen des Ablaufs und der regionalen Auswirkungen sogar im antiken griechischen Mythos des jugendlichen Sonnenwagenfahrers Phaeton geschildert. Der Beitrag erläutert den heutigen (2017) Kenntnisstand und geht kurz auch auf die Forschungsgeschichte ein.
Die Veröffentlichung in der Zeitschrift für Anomalistik hat ihren besonderen Grund und Reiz. Dazu zitieren wir aus dem Vorwort des Herausgebers Gerhard Mayer (Gesellschaft für Anomalistik) zum Band 17:
“ … Wissenschaftliche Anomalistik, und dies wird hier ein weiteres Mal sehr deutlich, ist ein multidisziplinäres Unterfangen mit einer großen thematischen Vielfalt und Heterogenität. Denn in jeder Disziplin stößt man auf Anomalien, die aufgrund ihrer besonderen Natur aus dem Rahmen des Üblichen fallen. Sie werden in der Regel vom Mainstream ignoriert, gemieden oder bagatellisiert, und nur wenige unvoreingenommene Forscher wenden sich ihnen zu. Solche Anomalien fallen dann in den Bereich der wissenschaftlichen Anomalistik.
Nicht immer jedoch ist es für einen Außenstehenden einfach zu verstehen, warum eine wissenschaftliche These sozusagen „ausgestoßen“ wird, warum sie nicht Gegenstand einer seriösen wissenschaftlichen Untersuchung werden soll, warum sie nach Ansicht des akademischen Mainstreams nicht die Mühen der Auseinandersetzung lohnt, weswegen diejenigen Wissenschaftler, die anderer Ansicht sind, im besten Fall schräg angesehen, im schlimmeren als unseriös und pseudowissenschaftlich diffamiert werden. …. So kann man bei Pohl & Zöhn (2017: 162-163), durchaus nachvollziehbar, lesen: „Wir konnten die ‚anomalistischen Aspekte‘ der Hypothese zunächst nicht ergründen. ‚Anomal‘ schien uns vor allem die Tatsachen, dass das wissenschaftliche Establishment mit Michael Rappenglücks ‚einschlagenden‘ Argumenten offensichtlich Probleme hat.“ Sie beziehen sich dabei auf den Vortrag „ChiemGAU – Bombardement aus dem All“, der die Basis für den ersten Aufsatz dieser Ausgabe bildet. Dort wird the Theorie des sogenannten ‚Chiemgau-Impakts‘ vorgestellt, der einen von den Autoren vermuteten Kometen- oder Asteroiden-Einschlag in Südostbayern postuliert. Bestimmte Landschaftsformationen sollen damit in einem von den gängigen Annahmen abweichenden Modell erklärt werden. Dafür führen sie eine ganz Reihe plausibler und nachvollziehbarer Argumente an – zumindest was die chemischen, physikalischen – allgemein: materiellen Befunde anbelangt. Zu Recht also stellt man sich die Frage, weshalb eine solche Theorie aufgrund einer entsprechenden Behandlung durch den Mainstream in den Bereich der Anomalistikforschung gelangt. Offenbar werden hier Grenzen des gewohnten und liebgewonnenen Erklärungsraums (Deutung der Formationen als Relikte der letzten Eiszeit) der üblicherweise mit diesen Themen befassten Wissenschaftler überschritten. … “
Auf der renommierten, jährlich stattfindenden Lunar & Planetary Science Conference gibt es u.a. die folgenden Poster-Präsentationen zu neuen bzw. neu vorgeschlagenen Impakt-Ereignissen, davon zwei allein in Deutschland. Mit Nördlinger Ries, Steinheimer Becken und Chiemgau-Impakt wären das dann fünf Großmeteoriten-Einschläge auf deutschem Gebiet. Erwähnens- und bemerkenswert dabei ist, dass die Entdeckung von Chiemgau-Impakt, Saarland-Impakt und Niederrhein-Impakt ursprünglich auf Amateure in der Impaktforschung zurückgeht. – Poster und Abstract-Artikel können unten angeklickt werden.
M. Molnár, P. Švanda, L. Beneš, K. Ventura, K. Ernstson: Asphaltic (Bituminous) Breccias with Carbolite (Carbon Allotrope) and Ballen Structures in Silica as Indicative of Thermal Shock: More Evidence of a Holocene Meteorite Impact Event in the Czech Republic, Poster Abstract
A. Ure, R. Westaway, D. R. Bridgland, T. Demir, K. Ernstson: Impact Hypothesis for the Kaş Bay Structure (Turkey/Greece) Strengthened, Poster Abstract
R. Fox, K. Ernstson: In Honor of Doctor Robert E. Cohenour, the Great Salt Lake Astrobleme (GSLA), Revisited, Poster Abstract
K. Ernstson, W. Müller, A. Gawlik-Wagner: The Saarlouis Semi Crater Structure: Notable Insight into the Saarland (Germany) Meteorite Impact Event Achieved, Poster Abstract
G. Waldmann, F. Herten, M. Hiltl, K. Ernstson: The Enigmatic Niederrhein (Germany) Deposit: Evidence of a Middle-Pleistocene Meteorite Impact Strewn Field, Poster Abstract
K. Ernstson, Fakultät für Philosophie I, Universität Würzburg
Zusammenfassung. – Als große wissenschaftliche Besonderheit wird der Fund eines kleinen Pallasit-Steinmeteoriten, der durch Zufall in einem ausgestellten Kalksteinblock des Impaktkratermuseums in Steinheim entdeckt wurde, gemeldet und dieser als Bruchstück des Meteoriten angesehen, der vor etwa 15 Mill. Jahren den Krater schuf. Wahrscheinlicher ist, dass der kleine Brocken ein fossiler Meteorit aus dem Oberen Jura (vor etwa 150 Mill.Jahren) ist, so wie es z.B. beim Österplana 65-Meteoriten der Fall ist, der sich seit dem Ordovizium vor 470 Mill. Jahren in südschwedischen Kalksteinen erhalten hat. Mit dem Fund einhergehende voreilige Spekulationen über eine Eigenständigkeit des Steinheimer Beckens unabhängig vom Nördlinger Ries sind unangebracht.
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In den astronews vom 13.9. 2017 und in mehreren Medien wird eine Pressemitteilung über eine angebliche „riesige Sensation“ (Heidenheimer Zeitung) veröffentlicht, die sich auf einen ungewöhnlichen Fund im Meteorkratermuseum in Steinheim am Albuch bezieht. Dieser Fund war auch bereits Gegenstand eines Abstract-Artikels bei der diesjährigen Tagung der Meteoritical Society in Santa Fe. Die Autoren E. Buchner, M. Hölzel, M. Schmieder, M. Rasser, J. Fietzke, M. Frische und S. Kutterolf berichten über einen Zufallsfund eines etwa zwei Zentimeter großen Pallasit-Meteoriten, der aus einem im Museum ausgestellten jurassischen Kalksteinblock mit Shattercones herauspräpariert worden war.
