Rieskrater und Impaktforschung Folge 1

Am Rieskrater wird nach wie vor aktiv geforscht. Auch im letzten Jahr sind wieder einige spannende neue Erkenntnisse in wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlicht worden. Wir wollen hier einige davon vorstellen. Los geht es mit einer Veröffentlichung zu ballen-artigen Mineralstrukturen in Impaktschmelzbrekzien aus Polsingen. Die Entstehung dieser Strukturen wurde in Kooperation von der Ludwig-Maximilians-Universität München, der SNSB und dem RiesKraterMuseum Nördlingen untersucht.

Bei Einschlägen großer Meteoriten auf die Erdoberfläche werden die Gesteine extremen Druck- und Temperaturbedingungen ausgesetzt, bei denen Minerale in Glas umgewandelt werden können. Die Impaktschmelzbrekzien aus Polsingen zeugen von diesen Bedingungen. Sie haben eine Besonderheit: die sogenannten „Ballenaggregate“ (Abb. 1a, b). Diese kleinen, teils tröpfchenförmigen Aggregate bestehen aus kugelförmigen Ballen von SiO₂, das hier die Minerale Quarz und Cristobalit bildet (Abb. 1c-f).
Die Impaktschmelzbrekzien aus Polsingen entstanden aus den granitischen Gneisen des Grundgebirges, das ursprünglich unterhalb der Sedimente lagerte, die das Südwestdeutsche Stufenland und die schwäbische Alb prägen. Die Quarzkristalle in diesen granitischen Gneisen haben typischerweise (sub)mikrometer große Einschlüsse von wässrigen Fluiden. Beim Meteoriteneinschlag wurden durch die extrem schnelle Belastung mit hohem Druck und hohen Temperaturen, die Quarze in Glas umgewandelt, in dem sich auch die wässrigen Fluide lösen konnten. Bei der ebenso schnellen Druckentlastung wurde das Wasser aus dem Glas wieder ausgetrieben und das Glas kristallisierte teilweise zu Quarz und Cristobalit. Die dabei entstehenden Spannungen führten dazu, dass rundliche Risse entstanden, entlang derer das Wasser austrat. Die aneinandergrenzenden rundlichen Risse bildeten ballenartige Strukturen – die „Ballenaggregate“.

Trepmann, C. A., Dellefant, F., Kaliwoda, M., Hess, K. U., Schmahl, W. W., & Hölzl, S. (2020). Quartz and cristobalite ballen in impact melt rocks from the Ries impact structure, Germany, formed by dehydration of shock‐generated amorphous phases. Meteoritics & Planetary Science, 55(11), 2360-2374

Hier geht es zur Veröffentlichung: https://doi.org/10.1111/maps.13590

Abb. 1 Polaristationsmikroskopische Bilder von SiO₂-Ballenaggregaten. a) Polsinger Impaktschmelzbrekzie mit Ballenaggregaten (rote Pfeile) eingebettet in einer porenreichen Matrix. Die gelben Pfeile markieren den zersetzten Biotit des ehemaligen granitischen Gneises und die schwarzen Pfeile ehemalige Gasblasen (Probe CT915). b) Quarz-Korn (Qz) mit erhaltener ursprünglicher Form des granitischen Ausgangsgesteins, schwache Ballenausbildung in der Impaktschmelzmatrix in Kontakt zu granitischem Gneis-Fragment, mit zersetzten Biotit (gelbe Pfeile, Probe CT917). c) Tropfenförmiges Ballenaggregat (Qz), das eine heterogene Auslöschung mit gekreuzten Polarisatoren zeigt. Die bunten Farben entstehen durch das Einsetzen des Lamda-Plättchens (Probe CT915). d, e) Ballenaggregat bestehend aus Cristobalit (Crs) und Quarz (Qz), welcher im Vergleich eine relativ homogene Auslöschung mit gekreuzten Polarisatoren zeigt. Bild d) mit gekreuzten Polarisatoren und Lamda-Plättchen (Probe CT917). f) Ballenaggregat (Quarz) umrandet von bräunlichem Cristobalit (Crs) in Kontakt mit Hohlräumen (HR).