Inhalt

• Irdische Einschlagskrater (diese Seite)
  • Einführung
  • Ansichten irdischer Einschlagskrater
  • Referenzen
• Strukturen irdischer Einschlagskrater
• Ketten aus Einschlagskratern wahrscheinlich nach Radaraufnahmen aus dem Weltraum
• Terrestrial Impact Structures
• Lehrerleitfaden zu Einschlagskratern
• James River, Alberta - Possible Meteorite Impact Crater
• Impact: Ground Zero. A very nice interactive CD-ROM.

Einführung

Einschlagskrater sind geologische Strukturen, die beim Einschlag eines großen Meteoroiden, Asteroiden oder Kometen an der Oberfläche eines Planeten oder Mondes entstehen. Sämtliche inneren Körper unseres Sonnensystems wurden im Verlauf ihrer Geschichte von Meteoroiden schwer bombardiert. An den Oberflächen von Mond, Mars und Merkur, wo andere geologische Prozesse vor Millionen von Jahren anhielten, liefern deutlich Zeugnisse dieses Bombardements. Auf der Erde, die einem noch stärkeren Bombardement ausgesetzt war, wurden allerdings die Krater kontinuierlich durch Erosion und Neuablagerungen ebenso wie durch vulkanische und tektonische Aktivitäten abgetragen. So konnten nur 120 idirsche Einschlagskrater als solche erkannte werden, der Großteil auf geologisch stabilen cratons in Nordamerika, Europa und Asutralien, wo auch die umfangreichsten Erkundungen stattfanden. Aufnahmen orbitaler Sonden halfen bei der Identifizierung von Strukturen in entlegeneren Gegenden zur weiteren Erforschung.

Der Meteor Crater (auch bekannt als Barringer Krater) in Arizona wurde als erster irdischer Einschlagskrater identifiziert. Dies geschah, als Arbeiter Bruchstücke des eingeschlagenen Meteoriten innerhalb des Kraters fanden. In verschiedenen anderen, relativ kleinen Kratern waren ebenfalls Bruchstücke des einschlagenden Objekts zu finden; für viele Jahre waren solche Bruchstücke die einzigen akzeptierten Beweise, um Einschlagskrater als solche zu identifizieren. Dennoch mußte die Wissenschaft akzeptieren, daß Teile des einschlagenden Objekts häufig die Kollision nicht intakt überstehen.

Bei gewaltigen Ereignissen, die diese großen einschlagenden Objekte verursachen, entstehen ungeheure Druckverhältnisse und Temperaturen, die den Meteoriten verdampfen oder vollständig schmelzen und sich mit dem Zielgestein vermischen können. Im Verlauf mehrerer Jahrtausende erodierte jede nachweisbare Spur meteoritischer Bestandteile. In einigen Fällen kann eine Fülle siderophiler Elemente in den Einschlagsschmelzen gro&szlgi;er Krater nachgewiesen werden - eine chemische Unterschrift des eingeschlagenen Meteorits.

Seit den Sechziger Jahren haben zahlreiche Studien weitere physikalische Kennzeichen von Einschlagsstrukturen entdeckt, sogenannte Schockmetamorphismen. Von verschiedenen Folgen dieser Schockmetamorphismen konnte eindeutig und unzweifelhaft bewiesen werden, daß sie mit Einschlagskratern einhergehen; kein anderer irdischer Prozeß, inklusive des Vulkanismus, ist in der Lage, einen derart hohen Durck zu bewirken, daß sie entstehen können. Sie umfassen shatter cones , verschiedene Gruppen planarer Merkmale in Quartz oder Feldspat, diaplektisches Glas sowie Hochdruckmineralphasen wie in stishovite . Alle bekannten Strukturen iridscher Einschläge zeigen manche oder alle dieser Schockeffekte.

Einschlagskrater werden auf Grundlage ihrer Morphologie in zwei Gruppen engeteilt: in einfache und komplexe Krater. Einfache Krater sind vergleichsweise klein mit Verhältnissen von Tiefe zu Durchmesser von 1:5 bis 1:7 mit flachem schüsselförmigen Umriß. In größeren Kratern bewirkt die Schwerkraft, daß die zunächst steilen Kraterwälle nach unten und innen kollabieren und komplexe Strukturen wie Zentralgipfel oder Gipfelringe bilden und im Verhältnis zur Tiefe auf 1:10 bis 1:20 abflachen. Der Durchmesser, ab dem Krater komplex werden, hängt von der Oberflächengravitation des Planeten ab: Je größer die Gravitation ist, umso kleiner ist der Druchmesser, der einen komplexen Krater entstehen lä&slzig;t. Auf der Erde liegt der Grenzdurchmesser bis zwei bis vier Kilometern, abhängig von den Eigenschaften des Zielgesteins; auf dem Mond, auf dem ein Sechstel der Schwerkraft der Erde herrscht, liegt dieser Grenzdurchmesser bei fünfzehn bis zwanzig Kilometern.

Der Zentralgipfel oder Gipfelring eines komplexen Kraters entsteht durch den Rüchstoß des tiefen Kraterbodens aus dem kompressiven Schock beim einschlag. Ein Einsacken des Randes verändert und vergrößert den letztendlichen Krater weiter. Komplexe Strukturen in kristallinem Zielgestein weist kohärente Schichten aus Einschlagsschmelze auf der Oberfläche des gestoßenen und zerbrochenen Gesteins am Kraterboden. An der geologisch inaktiven Mondoberfläche bleiben solche komplexen Krater erhalten, bis nachfolgende Einschläge sie weiter verändern. Auf der Erde verändern Wettereinflüsse und Erosion des Zielgesteins die Oberflächenform dieser Strukturen; entgegen der ursprünglichen Kratermorphologie erodieren Kraterränder und Ejekta teppiche und konzentrische Ringstrukturen können durch das Auswaschen schwächeren Gesteins am Kraterboden entstehen oder verstärkt werden. Widerstandsfähigere Felsen der Schmelzschicht können als Plateaus die umgebende Struktur überlagern.

Größere irdische Einschlagskrater haben eine höhere Bedeutung für die geologische Geschichte unseres Planeten, als ihre Anzahl vermuten läßt. So haben beispielsweise kürzliche Studien der Kreide-Tertiär-Grenze , die das abrupte Aussterben einer riesigen Anzahl biologischer Spezies markiert, eine ungewöhnliche Fülle siderophiler Elemente und Merkmale von Schockmetamorphismen enthüllt, die Merkmale eines Meteoriteneinschlags darstellen. Die meisten Forscher glauben huete, daß ein großer Asteroid oder Komet die Erde zum Ende der Kreidezeit vor 65 Millionen Jahren getroffen hat. Eine Umweltkrise, die dieser Einschlag ausgelöst hat, zeichnet für dieses Aussterben verantwortlich. Auf Grundlage scheinbarer Zusammenhänge zwischen periodischen Variationen seeischer Aussterbens- und Einschlagsspuren stellten manche Wissenschaftler die Theorie auf, daß große Meteoriteneinschläge ein Metronom bilden, das die Kadenzen der biologischen Evolution auf der Erde setzt - eine unbewiesene, aber fesselnde Hypothese.

Ansichten irdischer Einschlagskrater

Barringer Meteorkrater, Arizona
35°02'N, 111°01'W; Durchmesser: 1,186 Kilometer; Alter: 49.000 Jahre

Der Ursprung dieses klassischen einfachen Meteoriteneinschlagskraters war lange Gegenstand von Kontroversen. Die Entdeckung von Fragmenten des Canyon Diablo Meteoriten, inklusive Fragmenten, die innerhalb der Brecciaablagerungen, die die Struktur teilweise füllen, und eine Fülle von Merkmalen für Schockmetamorphismus im Sandstein der getroffenen Stelle bewiesen aber den Ursprung durch Einschlag. Das Zielgestein beinhaltet Paläozoische Karbonate und Sandstein; diese Felsen wurden knapp außerhalb des Randes beim Einschlag einfach umgestoßen. Die hügeligen Ablagerungen um diesen Rand herum sind die Überbleibsel des Ejaktateppichs. Die Vogelperspektive zeigt den gewaltigen Ausdruck des Kraters in der ariden Landschaft. (Mit freundlicher Genehmigung durch D. Roddy und LPI)

Chicxulub, Yucatan Peninsula, Mexico
21°20'N, 89°30'W; Durchmesser: 170 km; Alter: 64,98 Millionen Jahre

Diese dreisimensionale Karte örtlicher Gravitations- und Magnetfeldabweichungen zeigt eine Multiringstruktur namens Chicxulub, benannt nach dem Dorf, das sich nahe der Mitte befindet. Das Einschlagsbecken liegt unter einer mehrere hundert Meter starken Sedimentschicht begraben, die sie dem offenen Blick verwehren. Das Bild zeigt das Becken in einer Sicht bei einem Winkel von annähernd 60° über der Oberfläche mit Blickrichtung nach Norden bei künstliche Beleuchtung von Süden. Das Bild zeigt die Fläche von 88 bis 90,5° westlicher Länge und 19,5 bis 22,5° nördlicher Breite. NASA-Wissenschaftler glauben, daß ein Asteroid mit einem Durchmesser von 10 bis 20 Kilometern Durchmesser den Einschlagskrater schlug. Dieser Asteroid traf eine geologisch einzigartige schwefelreiche Gegend der Halbinsel Yucatan und warf dabei Milliarden Tonnen Schwefel und anderer Materialien in die Atmosphäre. Dunkelheit herrschte auf der Erde für eine Dauer von ungefähr einem halben Jahr nach der Kollision. Sie sorgte dafür, daß die Temperaturen bis in die Nähe des Gefrierpunktes fielen. Die Hälfte aller Lebensformen auf der Erde starben deshalb aus, inlusive der Dinosaurier. (Bild mit freundlicher Genehmigung durch V. L. Sharpton, LPI)

Aorounga, Tschad, Afrika
19°6'N, 19°15'O; Durchmesser: 17 Kilometer; Alter: 200 Millionen Jahre

Der Einschlag eines Asteroiden oder Kometen vor mehreren hundert Millionen Jahren hinterließ Narben in der Landschaft, die auf diesem aus dem Weltraum aufgenommenen Radarbild einer Gegend in der Sahara im nördlichen Tschad immer noch zu sehen sind. Der ursprüngliche Krater liegt unter Sedimenten begraben, teilweise erodierten und die heutige ringartige Erscheinung freigeben. Die dunklen Streifen sind äolisch Sandablagerungen, die Täler entlangwandern, welche in tausenden Jahren von Winderosion gegraben wurden. Das dunkle Band oben rechts im Bild ist Teil eines vermuteten weiteren Kraters. Wissenschaftler benutzen Radaraufnahmen zur Erforschung, ob Aorounga möglicherweise einer aus einer ganzen Kette von Einschlagskratern von multiplen Einschlägen sein könnte.

Wolfe Creek, Australien
19°18'S, 127°46'O; Randdurchmesser: 0,875 Kilometer; Alter: 300.000 Jahre

Wolfe Creek ist ein verhältnismäßig gut erhaltener Krater, der teilweise von Windablagerungen aus Sand bedeckt wird. Der Krater befindet sich in den flachen Wüstenebenen des zentralen Nordaustraliens. Der Kraterrand erhebt sich von ~25 Metern über die umgebenden Ebenen und der Kraterboden ist ~50 Meter unter dem Niveau des Randes. Oxidierte Hinterlassenschaften des eisenmeteritischen Materials wurden genauso wie Einschlagsglas in Wolfe Creek gefunden. Das Foto zeigt eine nach Süden blickende geneigte Vogelperspektive des Kraters. (Mit freundlicher Genehmigung durch V. L. Sharpton, LPI)

Roter Kamm, Südwestafrika/Namibia
27°46'S, 16°18'O; Randdurchmesser: 2,5 Kilometer; Alter: 5 +- 0,3 Millionen Jahre

Der erhobene Kraterrand in der Wüste von Namibia ist deutlich vor dem dunklen Hintergrund der Vegetation zu sehen. Das Zielgestein umfaßt hauptsächlich präkambrischen kristallinen Felsen und einen geringen Anteil jüngeren sedimentären Gesteins. Ausflüsse von Breccias der Einschlagsschmelze sind ausschließlich auf dem Kraterrand zu finden. Der Kraterboden ist von weiten, umherziehenden Sanddünen bedeckt. Das Bild zeigt einen geneigten Anblick des Kraters, aus einer Höhe von etwa 150 Metern mit Blickrichtung nach Südosten aufgenommen. (Mit freundlicher Genehmigung durch W. U. Reimold und LPI)

Roter Kamm, SAR-C/X-SAR Aufnahme
Diese Radaraufnahme aus dem Weltraum zeigt den Einschlagskrater Roter Kamm. Der Kraterrand erscheint als radarhelle, kreisförmige Erscheinung. Die helle weiße, unregelmäßig geformte Erscheinung in der linken unteren Ecke ist ein kleiner Hügel von zutage getretenem Fels. Roter Kamm ist ein Einschlagskrater mittlerer Größe mit einem Durchmesser von 2,5 Kilometern und einer Tiefe von 130 Metern. Dennoch ist der ursprüngliche Kraterboden von Sandablagerungen in einer Stärke von wenigstens 100 Metern bedeckt. Auf einer konventionellen Luftaufnahme können die hell gefärbten Oberflächen direkt um den Kraterrand herum nicht gesehen werden, weil sie von Sand bedeckt sind. Die feinen blauen Flächen, die direkt an den Kraterrand angrenzen, weisen auf die Gegenwart einer Schicht aus beim Einschlag ausgeworfene Felsen hin. Die dunkelsten Flächen sind dicke, windverwehte Sandablagerungen, die sich zu Dünen und Sandmassen gruppieren. Die Sandflächen sind relativ weich gegenüber den umgebenden offen liegenden Granit- und Kalksteinfelsen und erscheinen auf dem Radarbild dunkel. Die Grüntöne gehen hauptsächlich auf größeren Vegetationsbewuchs auf dem sandigen Boden zurück, und die rötlichen Farben stehen mit dünn bedeckten Kalksteinfelsen in Verbindung. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/JPL)

Mistastin Lake, Neufundland und Labrador, Kanada
55°53'N, 63°18'W; Randdurchmesser: 28 Kilometer; Alter: 38 +- 4 Millionen Jahre

Diese Aufnahme aus einem Space Shuttle zeigt eine Winteransicht des Mistastinkraters, einer stark erodierten komplexen Struktur. Ostwärts wandernde Gletscher haben das Oberflächenrelief drastisch abgetragen, wobei sie einen Großteil der Schicht aus Einschlagsschmelze und Breccias abgetragen und den Kraterboden freigelegt haben. Die Erosion durch die Gletscher hat außerdem eine ostwärts verlaufende Verlängerung dem Krater hinzugefügt, die besonders deutlich durch den Umriß des Sees zu erkennen ist, welcher zehn Kilometer in der Mitte einnimmt. Die Hufeiseninsel in der Mitte des Sees ist Teil des zentralen Rückstoßmaterials und besteht aus erschütterten präkambrischen Zielfelsen. Direkt außerhalb der Seeufer befinden sich Spuren der Schicht aus Einschlagsschmelze, die Beweise für meteoritische Merkmale in Quartzen, Feldspat und diaplektischem Glas enthält. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Manicouagan, Quebec, Kanada
51°23'N, 68°42'W; Randdurchmesser: ~100 Kilometer; Alter: 212 +- 1 Millionen Jahre

Die Einschlagsstruktur Manicouagan ist eine der größten, die noch an der Erdoberfläche erhalten sind. Diese Ansicht von einem Shuttle aus zeigt den auffälligen eisbedeckten See, 70 Kilometer im Durchmesser, der einen Ring füllt, welcher dort liegt, wo Gestein aus Einschlagsbreccia von Gletschern erodiert wurde. Der See umgibt die erosionsresistentere Schmelzschicht, die beim Einschlag zu metamorphischen und vulkanischen Gesteinsarten wurden. Stoßmetamorphe Effekte finden sich im Zielgestein am Kraterboden zuhauf. Obwohl der ursprüngliche Rand verschwand, deuten die Verteilung dieser stoßmetamorphen Effekte und morphologische Vergleiche mit anderen Einschlagsstrukturen an, daß der ursprüngliche Rand einen Durchmesser von annähernd 100 Kilometern besaß. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Die Clearwater-Seen, Quebec, Kanada
Der Westliche Clearwater-See: 56°13'N, 74°30'W; Randdurchmesser: 32 Kilometer
Der Östliche Clearwater-See: 56°05'N, 74°07'W; Randdurchmesser: 22 Kilometer
Alter: 290 +- 20 Millionen Jahre

Doppeleinschlagskrater, die bei zwei getrennten, aber wahrscheinlich durch eine Beziehung verbundene Meteoriteneinschlägen entstnadne sind, sind auf der Erde nur spärlich zu finden. Dieses Paar befindet sich auf dem kristallinem Felsenbett des kanadischen Schildes. Der größere Westliche Clearwatersee (links) zeigt einen auffälligen Inselring mit einem Durchmesser von etwa zehn Kilometern. Sie repräsentieren ein mittiges Rückstoßareal und sind mit Einschlagsschmelze bedeckt. Der Zentralgipfel des kleineren Östlichen Clearwatersees (rechts) ist überflutet. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Deep Bay, Saskatchewan, Kanada
56°24'N, 102°59'W; Randdurchmesser: 13 Kilometer; Alter: 100 +- 50 Millionen Jahre

Dieser Krater besteht aus einer fast kreisförmigen Bucht, etwa fünf Kilometer breit und 220 Meter tief, im ansonsten seichten Reindeer-See. Solche tiefen kreisrunden Seen sind durchaus gewöhnlich in dieser Gegend, die vom Abtragen durch Gletschererosion geprägt ist. Die runde Küste, mit einem Durchmesser von elf Kilometern, ist teilweise von einem Grat umgeben, der sich bis zu 100 Meter über den Wasserspiegel erhebt. Der Grat, dessen Durchmesser bei etwa 13 Kilometern liegt, ist sehr wahrscheinlich der äußere Rand der Einschlagsstruktur. Die Struktur entstand in präkambrisch metamorphem und kristallinem Gestein mit einem auffälligen, nach Nordenwesten verlaufendem Muster. Obwohl es an der Oberfläche nicht offensichtlich ist, handelt es sich bei Deep Bay um eine komplexe Einschlagsstruktur mit einem flachen, vollkommen überfluteten Zentralgipfel. Bodenproben, die bei Bohrungen in der Mitte der Struktur in den Sechziger Jahren des Zwanzigsten Jahrhunderts ans Tageslicht kamen, enthüllten erschüttertes und gebrochenes metamorphes Gestein, das von Ablagerungen von allocthonous, gemischten Breccias umgeben war. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Bosumtwi, Ghana
06°32'N, 01°25'W; Randdurchmesser: 10,5 Kilometer; Alter: 1,3 +- 0,2 Millionen Jahre

Dieser Krater befindet sich auf dem kristallinem Felsbett des westafrikanischen Schildes und ist fast vollkommen vom See Bosumtwi gefüllt. Chemische, Isotop- und Altersstudien haben bewiesen, daß der Krater höchstwahrscheinlich die Quelle der tektites der Elfenbeinküste sind, die an Land in der Gegend der Elfenbeinküste gefunden wurden, wie auch Mikrotektites in den nahegelegenen unterseeischen Sedimenten. Auf diesem Foto ist der See teilweise wolkenverhangen. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Gosses Bluff, Northern Territory, Australien
23°50'S, 132°19'O; Randdurchmesser: 22 Kilometer; Alter: 142,5 +- 0,5 Millionen Jahre

Diese stark erodierte Struktur befindet sich direkt südlich der MacDonnell Ranges (oben im Bild) inmitten der ariden Missionary Ebene in den Northern Territories, Australien. Obwohl er als Kraterrand mißverstanden werden kann resultiert der zentrale Hügelring (6 Kilometer im Durchmesser) aus verschiedenen Erosionen des zentralen Rückstoßes in diesem großen komplexen Krater. Der Kraterrand selbst wurde erodiert und ist nicht mehr zu sehen, aber das runde graufarbene Dränagesystem außerhalb des inneren Hügelringes markiert die ursprüngliche Ausdehnung vor der Erosion. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Kara-Kul, Tadschikistan
38°57'N, 73°24'O; Randdurchmesser: 45 Kilometer; Alter: <10 Millionen Jahre

Die spektakuläre Struktur Kara-Kul ist auf dieser Schrägansicht sehr gut zu erkennen. Teilweise durch den Kara-Kul-See mit seinem Durchmesser von 25 Kilometern gefüllt befindet sie sich in einer Höhe von knapp 6.000 Metern über dem Meeresspiegel im Pamirgebirge nahe der afghanischen Grenze. Erst kürzlich wurden Stoßspuren in örtlichen Breccias und kataklastischem Gestein gefunden. (Mit freundlicher Genehmigung durch NASA/LPI)

Referenzen

Die Informationen dieser Seite stammen hauptsächlich aus Koeberl und Sharpton.

Koeberl, Christian and Virgil L. Sharpton. Terrestrial Impact Craters Slide Set. Lunar and Planetary Institute.

Pilkington, M. and R. A. F. Grieve, "The Geophysical Signature of Terrestrial Impact Craters." Reviews of Geophysics, May 1992, vol. 30, pp. 161-181.

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