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Geologie

26.03.2018

Kleine Beweisstücke für den Meteoriteneinschlag

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Eine neue Sonderausstellung ist im Nördlinger Rieskrater-Museum zu sehen. Dort sind sogenannte Strahlenkegel zu sehen.
Bild: Szilvia Izsó

Im Rieskrater-Museum ist eine neue Sonderausstellung zu sehen. Sie beschäftigt sich mit Strahlenkegeln.

Was sind Strahlenkegel? Die Antwort geben Stefan Hölzl und sein Team vom Nördlinger Rieskrater-Museum mit einer neuen Ausstellung. Anlass ist die Entdeckung einer Häufung von Strahlenkegeln im Nordries durch den Nördlinger Ulrich Zinner im Jahr 2017. Diese Fundstücke bilden mit Exemplaren aus dem Bestand des Museums und von verschiedenen Leihgebern, wissenschaftlich kommentiert, das Kernstück der Sonderausstellung „Strahlenkegel – Signaturen der Katastrophe“.

Die erste wissenschaftliche Beschreibung – damals noch unter der Bezeichnung „Strahlenkalke“ – aus dem Jahr 1905 stammt von den Geologen Wilhelm von Branco und Eberhard: „… durch Pressung hervorgerufene strahlen- oder bündelförmige Absonderungen in dem Kalkstein… … Die Oberfläche ist gewölbt, sodass die Spitze einen Kegel bildet, der sich leicht aus dem Gestein herausspalten lässt… die Bildung dieser eigenthümlichen Strahlenkalke (muss) schon vor der Zertrümmerung des Materials abgeschlossen gewesen sein ... Jedenfalls kann es sich nur um eine eigenartige Druckerscheinung handeln, wie wir sie bisher in dem doch so viel ausgedehnteren Riesgebiete nicht beobachtet hatten.“ Diese Beschreibung gilt im Kern noch heute. Allerdings sind die Strahlengebilde inzwischen auch im „Riesgebiete“ festzustellen, und auch in anderen Gesteinsformationen, nicht nur im Jurakalk, aber immer ist zu ihrer Entstehung ein unvorstellbar hoher Druck erforderlich.

Für die beiden Autoren und ihre späteren Fachgenossen verdankten das Nördlinger Ries und das Steinheimer Becken ihre Existenz vulkanischer Aktivität. Gerade die „eigenthümlichen Strahlenkalke“ sollten aber in der Folge zu den maßgeblichen Beweisstücken werden, an denen die heutigen Kraterforscher erkennen, ob sie einen Impaktkrater (Einschlag von Himmelskörpern, Explosion) vor sich haben oder einen durch Vulkanismus oder Erosion entstandenen Krater. Strahlenkegel sind auch aus zahlreichen anderen irdischen Kratern bekannt, auch vom Mond und vom Mars. Krater, die im Gelände kaum mehr zu erkennen sind, erweisen sich durch die spezifische Gesteinsform als Ergebnisse von Impaktereignissen, wie sie sich tausendfach im gesamten Weltall immer wieder abspielen. Dass gewaltiger Druck, vergleichbar einer Atomexplosion, die entscheidende Rolle spielt, fand unter anderem auch der im Ries wohlbekannte amerikanische Forscher Eugene M. Shoemaker heraus.

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Seit der ersten Beschreibung der eigentümlichen Gesteinsformation durch Branco/Faas hat sich nicht nur die Theorie von der Entstehung geändert. Durch moderne Untersuchungen mithilfe von Dünnschliffpräparaten und Elektronenmikroskopen sowie durch Simulationsexperimente mit der mehrstufigen Leichtgaskanone des Freiburger Ernst-Mach-Instituts der Deutschen Helmholtz-Gesellschaft konnte das Wissen über die Wirkungsmechanismen, die hier ineinandergreifen, wesentlich vertieft werden. Unter anderem werden bei dieser Versuchsanordnung Projektile mit einem Kaliber im Millimeterbereich auf sogenannte Targets (Materialoberflächen, die dem vom Impakt betroffenen Gelände entsprechen sollen) geschossen, und zwar mit einer Mündungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 30000 Stundenkilometern. Dabei entsteht an der Einschlagstelle ein Druck, der weit über dem liegt, dem Gesteine unter „irdischen“ Verhältnissen ausgesetzt sind. Bekanntlich ist ja der Riesmeteorit damals durch die Energie des Aufpralls verdampft, das heißt bis in die Molekülstruktur hinein zerstört.

In dem Splittermaterial, das bei dem Beschuss-Experiment anfällt, finden sich millimeterkleine „Shatter Cones“, wie sie in der Sonderausstellung zu sehen sind. Unter dem Elektronenmikroskop geben diese experimentell erzeugten Objekte Einzelheiten preis, die bei den im Gelände aufgefundenen durch Zeitablauf und Witterungseinflüsse verloren gegangen sind, zum Beispiel eine dünne Schmelzschicht an der Oberfläche – eine zusätzliche Bestätigung der geltenden Lehrmeinung. Über diese und andere Forschungsmethoden und -ergebnisse berichtete der Freiburger Impaktforscher und Materialwissenschaftler Dr. Jakob Wilk in seinem hoch wissenschaftlichen Festvortrag bei der Ausstellungseröffnung. Die Quintessenz lautete allerdings: „Es sind noch viele Fragen offen – die Strahlenkegel bleiben ein heißes Thema in der Kraterforschung.“

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