AGU Tagung New Orleans 2021 und der Saarlouis-Impakt

13.-17. Dezember Tagung der American Geophysical Union (AGU) – ein kleiner Vorgeschmack zum Beitrag über die Bodenradar-Messungen über den Ringwall des Saarlouis-Impaktkraters.

Der hier schon früher angekündigte Beitrag zum weltweit vermutlich größten und bedeutendsten geowissenschaftlichen Kongress wird als interaktives Online-Poster in der Galerie des Tagung zu sehen sein und später im Internet veröffentlicht.

Beim Anklicken des Bildes öffnet ein PDF das Radargramm, auf dem man die gesamte Strecke entlang wandern kann, wobei durch Scrollen abschnittsweise auch viele Details anzuschauen sind. Da sieht auch der geologische Laie, dass hier nicht der Mittlere Buntsandstein in seiner normalen stratigraphischen Position anstehen kann.

Osbornit – sehr seltenes meteoritisches Mineral im Saarland Impakt-Streufeld

Anlehnung an Wikipedia: Osbornit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Elemente (einschließlich natürliche Legierungen, intermetallische Verbindungen, Carbide, Nitride, Phosphide und Silicide) mit der chemischen Zusammensetzung TiN und ist damit chemisch gesehen Titannitrid.

Osbornit kristallisiert im kubischen Kristallsystem, konnte jedoch bisher nur in Form von mikroskopisch kleinen, oktaedrischen Kristallen bis etwa 0,1 mm Größe entdeckt werden. Osbornit ist ein typisches Meteoritenmineral, das bisher in 14 Meteoriten nachgewiesen wurde. Bekannt sind nur zwei rein irdische Fundorte: Ein Erzkörper in Tibet und ein Fundort in Bahia (Brasilien).

Osbornit im Streufeld des Saarland-Impaktes

Im Zuge der Geländeaufnahme und Erforschung des Saarland-Impaktes (Nalbach, Saarlouis) hat der hier wohlbekannte Werner Müller bereits vor einigen Jahren einen besonderen Gesteinstyp entdeckt, der nach ersten mikroskopischen Untersuchungen (optisch und elektronenmikroskopisch) typische Merkmale eines Meteoriten aufwies, wobei sich ein Zusammenhang mit dem Nalbach/Saarland-Impakt aufdrängte, der seinerzeit bereits durch den reichhaltigen und weit verbreiteten Nachweis sämtlicher gängiger, in der Forschung allgemein anerkannter Impakt-Befunde als erwiesen angesehen war (wovon die Webseite hier eindrucksvoll Zeugnis ablegt).

Ehe wir mit den nachfolgenden Abbildungen und den Erläuterungen zu den neuen Erkenntnissen beginnen, muss der vielleicht verständliche Wunsch nach Preisgabe des Fundortes aus ebenfalls verständlichen Gründen abschlägig beschieden werden.

Abb. 1. Anschnitt der untersuchten Probe. Probenform, Aussehen und Größe bleiben vorerst „unter Verschluss“.

Abb.2. Elektronen-mikroskopisches Bild eines Ausschnitts. 60 µm Maßstab unten rechts. Chondritisches Gefüge, wie es von meteoritischen Chondriten bekannt ist.

Abb.3. Derselbe Ausschnitt in elektronen-mikroskopischer REM-EDX Element-Überlagerung.

Abb. 4. Summen-Spektrum des Ausschnitts von Abb. 3.

Abb.5. Quantitative Analyse des Spektrums. Die Hauptbestandteile sind Eisen Fe, Sauerstoff O und Kohlenstoff C. Am ehesten lässt sich eine Fe – O Verbindung ableiten, was eventuell auf das Mineral Wüstit FeO deuten kann, das vor allem in Meteoriten und in Schlacken vorkommt. Ob möglicherweise Hämatit oder Magetit dabei sind, muss sich noch erweisen. In Meteoriten sind Hämatit und Magnetit so gut wie unbekant. Eine weitere Komponente könnte Eisencarbid Fe3C sein, das als das Mineral Zementit bekannt ist und in Verbindung mit Nickel und Cobalt dem meteoritischen Mineral Cohenit entspricht. Für Fe3C spricht die Beobachtung, dass Teile der gesägten und polierten metallischen Fläche mit der Zeit eine Messingfarbe annehmen. Alle anderen Elemente haben eine Atom-Masse unter 1%.

Abb. 6. Farb-Bilder für die ausgewählten Elemente Eisen, Sauerstoff und Silizium. Die Korrespondenz von Fe und O in den Chondren und der randlichen Matrix stützt die Annahme von meteoritischem Wüstit. In diesen Komponenten gibt es praktisch kein Silizium, also auch keine silikatischen Minerale.

Der Osbornit – Bilder und Erläuterungen

Bei der Neusichtung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen und Analysen im Vergleich mit Proben des Chiemgau-Impaktes ergab sich die Überraschung des unzweifelhaften Nachweises des sehr seltenen und auf der Erde praktisch nur in aufgefundenen Meteoriten nachgewiesenen Minerals Osbornit. Zusammen mit den meteoritischen Mineralen Titancarbid und möglicherweise (vermutlich?) Wüstit bestätigt sich, dass die ursprüngliche Vermutung von direkter Beteiligung von verbreitet meteoritischem Material im Saarland-Impaktstreufeld sich als richtig erwiesen hat.

Abb. 7. Elektronenbild eines kleinen Ausschnitts der hier diskutierten Probe mit drei nur wenige Mikrometer großen etwa quadratischen Einschlüssen, von denen die zwei mit Pfeilen versehenen detailliert analysiert wurden. Die vielen sich kreuzenden Linien sind ein Artefakt, das beim Polieren der Fläche entstand.

Abb. 8. Kristall von Abb. 7 mit kubischer Kristallstruktur und chemischer Zusammensetzung aus Titan, Stickstoff und Kohlenstoff (Abb.9 und Abb. 10). Daraus lässt sich praktisch allein ein homöotyper Mischkristall aus Osbornit (Titannitrid) TiN und Titancarbid TiC herleiten, die beide dem kubischen Kristallsystem angehören. TiC gibt es auf der Erde praktisch nicht und ist nur in einer Kombination mit Vanadium und Eisen als das Mineral Khamrabaevit (Ti,V,Fe)C an wenigen Stellen nachgewiesen worden. Als meteoritisches Mineral ist es seit einigen Jahren verbreitet im Kraterstreufeld des Chiemgau-Impaktes analysiert worden.

Ein vermutlich besonderer „Bonbon“: Mischkristalle aus Osbornit und TItancarbid werden hier offenbar zum ersten Mal beschrieben.

Abb. 9. Spektrum der Messung am Kreuzpunkt der Abb. 8.

Abb. 10. Quantitative Analyse des Spektrums in Abb. 9.

Abb. 10. Der zweite kubische Mischkristall aus Osbornit und Titankarbid mit etwas eingelagertem „Fremdmaterial“ aus Mangan und Eisen.

Abb. 11. Spektrum der Messung am Kreuzpunkt der Abb. 10.

Abb. 10. Analyse der prozentualen Elementanteile.

Neue Impaktgesteine von Wallerfangen und Beaumarais

Der bunte „Zoo“ von Impakt-Gesteinen (Impaktiten) des Saarland-Impaktes hat wieder Zuwachs bekommen. Stefan Michelbacher vom Verein für Heimatforschung mit Historischem Museum Wallerfangen, seit geraumer Zeit in „Sachen Impakt“ unterwegs, hat aus dem Raum Wallerfangen und, angeregt durch die jüngsten Bodenradar-Messungen über den Ringwall des Saarlouis-Kraters, im Umfeld von Beaumarais reichlich neue charakteristische Impakt-Funde zusammengetragen, die die Impakt-Genese des Saarlois-Krarers weiter untermauern.

Sorgfältig präpiert von Werner Müller für Farbscanner-Abbildungen präsentieren wir hier die Zusammenstellung einer Auswahl der neuen Proben mit einer kurzen vorläufigen Beschreibung. Detaillierteres werden wir dann erfahren, wenn die geplanten Gesteinsdünnschliffe für das Polarisationsmikroskop und gegebenfalls für das Elektronenmikroskop vorliegen.

Vorläufige Kurzbeschreibung

1 Brekzie mit brekziierten Quarzit-Fragmenten (Brekzie-in-Brekzie) in einer Brauneisen-Hämatit-Matrix – 2 blasige Gesteinschmelze mit reliktischem Quarzkorn-Gefüge und grün-schwarzer Glashaut-Ummantelung. Die Temperaturen beim Schmelzen des vermuteten Sandsteins waren gerade so hoch, dass außer dem Quarz alle anderen Minerale (Feldspäte z.B.) zu blasigem Glas wurden. – 3 Quarzit-Brekzie mit eingedrungenen Brekzien-Gängen – 4 Gesteinsschmelze ähnlich 2 mit grüner Glashaut und grünem Glaseinschluss -5 polymikte Brekzie mit drei Brekzien-Generationen (typisch Impakt), darunter Schmelzgesteins-Partikel des Typs 2, 4. – 6 polymikte Schmelzgesteinsbrekzie (Suevit?) – 7 quarzit-dominiertes helles Schmelzgestein mit schwarzer Schmelzgesteins-Ummantelung – 8 homogenes, leicht blasiges schwarzes Glas – 9 amöbenartige eisen-metallische Partikel in Schmelzgesteinsbrekzie (meteoritisches Eisen?) – 10 polymikte Brekzie mit groben Brekzien-Komponenten in fein-brekziöser Matrix – 11 Muschelkalk-Kalkstein, vermutlich von den westlichen und nordwestlichen Höhenrücken beim oder nach dem Impakt herunter-geschwemmt.

Die Schockeffekte von Nalbach: Beweise für einen meteoritischen Impakt

Die Wissenschaft von meteoritischen Einschlägen auf der Erde begann vor gut 100 Jahren mit der Diskussion um den Barringer-(Meteor-)Krater in Arizona, USA, mit den folgenden großen Kontroversen in der Geologie, ob Kraterstrukturen einen endogenen (also im Erdinneren angelegten) oder einen kosmischen Ursprung haben. In Deutschland war es die erbittert geführte geologische Kontroverse um die Entstehung des Nördlinger Rieskraters und des Steinheimer Beckens, die erst vor nicht einmal 50 Jahren zugunsten eines Großmeteoriteneinschlags entschieden wurde.

Heute versteht die Wissenschaft die Physik, Geologie und Mineralogie solcher Einschläge sehr gut und kennt Kriterien, mit denen diese Genese zweifelsfrei bewiesen werden kann. Trotzdem: Es gibt auf der ganzen Welt noch immer Geologen, die mit dieser Materie ihre Probleme haben und sich gerne bei neu entdeckten Strukturen auf eine Entstehung im Rahmen der ihnen vertrauten regionalen Geologie versteifen. Auch in Deutschland gibt es trotz der Erfahrungen mit Ries und Steinheimer Becken weiterhin lokale und regionale geologische Opposition gegen moderne Erkenntnisse der Impaktforschung, was in den letzten 10 Jahren im Zusammenhang mit dem mittlerweile etablierten Chiemgau-Impakt einmal wieder offenkundig wurde. „Die Schockeffekte von Nalbach: Beweise für einen meteoritischen Impakt“ weiterlesen