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Viele kennen das Bild von einem Tropfen, der auf eine Oberfläche trifft und unmittelbar nach dem Aufprall wieder hoch spritzt. So seltsam es klingt, unter extremen Bedingungen kann sich sogar festes Gestein ähnlich verhalten. Dies glaubt man in der Natur bei der Bildung von Meteoriteneinschlagskratern zu kennen. Eine neue Untersuchung einer Gruppe um Christian Koeberl, Impaktforscher vom Department für Lithosphärenforschung der Universität Wien, beleuchtet diese faszinierenden geologischen Prozesse in bisher unbekanntem Detail. Die Forschungsergebnisse erscheinen in der neuesten Ausgabe des Journals "Science" vom 12. Dezember 2008.
Zusammen mit dem Dissertanten Ludovic Ferrière, Uwe Reimold, Professor an der Humboldt-Universität zu Berlin und am Humboldt-Museum für Naturkunde in Berlin tätig, sowie Boris Ivanov von der Russischen Akademie der Wissenschaften hat Koeberl die Vorgänge bei der Entstehung der sogenannten Zentralberge in Impaktkratern untersucht. Methodisch führte das Forschungsteam eine Kombination von detaillierten mikroskopischen Untersuchungen an den Gesteinen und aufwändigen, computergestützten Modellrechnungen durch.
Berge versetzen - als ob ein Tropfen auf die Oberfläche trifft
Bei einem Einschlag wird durch die enorme Energie, die nach dem Auftreffen des Asteroiden auf der Erdoberfläche frei wird, eine Hochdruck- oder Schockwelle gebildet, die halbkugelförmig in den Boden läuft und dort zu unumkehrbaren Änderungen in der Kristallstruktur der Gesteine führt. Knapp danach wird das Gestein druckentlastet und so kommt es nicht nur zum Auswurf von enormen Gesteinsmengen und der eigentlichen Kraterbildung, sondern - so die bisherige Vermutung - es werden durch eine Art Verflüssigung der Gesteine aus der Tiefe Gesteinsschichten an die Oberfläche gebracht, die sonst im Untergrund sind. Die Details dieses Vorganges waren bis jetzt nur wenig bekannt.
Die österreichisch-deutsch-russische Wissenschaftergruppe hat die Schockveränderungen in solch hochgehobenen Gesteinen aus einem tiefen Bohrkern im Zentralberg des Bosumtwi-Kraters in Ghana (Westafrika) detailliert untersucht. Der Bosumtwi-Krater ist mit 11 km Durchmesser und einem Alter von einer Million Jahre der jüngste große Einschlagskrater auf der Erde, und war vor kurzer Zeit Objekt eines von Koeberl geleiteten internationalen Bohrprojekts des "International Continental Scientific Drilling Program" (ICDP).
In einem knapp 200 Meter langen Bohrkern bis zu einer Tiefe von fast 500 Meter wurde der Schockgrad von etwa 9000 Quarzkörnern untersucht (Quarz ist das sensitivste Mineral für solche Untersuchungen). Dabei konnten die Schockdrucke, denen die Gesteine ausgesetzt waren, bestimmt werden. Dabei wurde auch festgestellt, dass es zu einer Druckabnahme von oben nach unten innerhalb des 200 Meter langen Bohrkern-Segmentes kam. Aus diesen Daten konnte mittels des Computermodells die ursprüngliche Tiefenposition dieser Gesteine vor dem Einschlag berechnet werden. Dabei hat sich gezeigt, dass das Gestein während des Einschlages innerhalb weniger Sekunden um etwa 1,2 bis 1,5 km angehoben wurde. Ein weiteres interessantes Ergebnis der Untersuchung war, dass sich der Gesteinsblock praktisch "im Stück" gehoben hat, und es entgegen den Erwartungen, keine plastische Deformation wie beim Tropfenmodell gab. Offensichtlich werden bei kleineren bis mittelgroßen Impaktkratern die Zentralberge durch das Hochheben riesiger Gesteinsschollen gebildet. Dieses interessante Ergebnis war nur durch die Kombination von sehr arbeitsaufwendigen mikroskopischen Untersuchungen und den detaillierten Modellrechnungen möglich.
http://wwww.univie.ac.at/175 Medienservice mit Foto-Download
http://lithosphere.univie.ac.at/index.php?id=impactresearch
http://bosumtwi.icdp-online.org
Luftbild der Bohrplattform auf dem Bosumtwi-Kratersee in Ghana, September 2004. Bosumtwi ist ein Met ...
Christian Koeberl, Universität Wien
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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Geowissenschaften
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Luftbild der Bohrplattform auf dem Bosumtwi-Kratersee in Ghana, September 2004. Bosumtwi ist ein Met ...
Christian Koeberl, Universität Wien
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