Experimente zum Schmelzverhalten

Eine wesentliche Beobachtung im Zusammenhang mit dem Auftreten der Krater im Streufeld sind Gesteine (quartäre alpine Gerölle), die wegen unterschiedlicher Glasbildungen sehr hohen Temperaturen ausgesetzt gewesen sein müssen (siehe Menüpunkt Mineralogisch-petrographische und geochemische Untersuchungen). Eine Bildung der Schmelzen und Gläser als reine Folge einer Impakt-Schockbeanspruchung kann praktisch ausgeschlossen werden, weil die notwendigen Schockdrücke für das Entstehen einer Gesamtgesteinsschmelze allenfalls punktuell wirksam werden konnten. Deshalb besteht die Modellvorstellung, daß die Gerölle als Auswurfmassen oder sogar in situ mit den extremen Temperaturen der Explosionswolke (explodierendes Methaneis eines Kometen?) in Berührung kamen. Dafür spricht sehr stark auch der Nachweis von Nanodiamanten in der Glashaut von derart stark erhitzten Kratergeröllen (siehe Astronomische Bezüge mit den dort angeführten Literaturzitaten).

Abb. 1. Vor dem Beginn der Schmelzexperimente: alpine Gerölle unterschiedlicher Lithologie.

Um zumindest eine rohe Vorstellung zu erhalten, welche Temperaturen und welche Zeiträume benötigt werden, um die beobachteten Schmelzen und Glasbildungen zu erhalten, haben wir einfache Experimente an typischen Geröllen alpiner Gesteine durchgeführt. Mit Assistenz von Johannes Kübler, Bergen, wurden in mehreren Versuchsreihen die Gerölle (Abb. 1) der Flamme eines Azetylenbrenners ausgesetzt (Abb. 2), die im Kern Temperaturen von etwa 2500 °C besitzt.

Abb. 2. Eine Geröllprobe im Azetylenbrenner.

Die Ergebnisse lassen sich kurz wie folgt zusammenfassen:

Die in der Natur zu beobachtenden Schmelz- und Glasbildungen wie Glaskrusten, Schlackebildungen, zerspratztes Schmelzgestein konnten im Experiment in nahezu identischen Ausbildungen erzielt werden (Abb. 3 A-D) . Die Zeiten für die Bildung der Schmelzen bei 2500 °C liegen in der Größenordnung von 10 – 20 Sekunden. Bemerkenswert insbesondere ist, daß eine Erhitzung typischer basischer Gesteine (Amphibolite, Serpentinite) bis zu Temperaturen von ca. 1600 – 1800 °C auch bei langer Hitzeeinwirkung außer einem leichten Glühen der Gesteine nichts weiter bewirkt. Werden die Proben aber Temperaturen von über 2000 °C ausgesetzt, zerspratzt das Gestein innerhalb weniger Sekunden zu Schmelze, die schlackeartig abkühlt, wobei eine große Ähnlichkeit zu den Gesteinsschlacken besteht, die im Zusammenhang mit den Kratern des Streufeldes gefunden werden. Für die Zukunft sind vertiefte Experimente zum Schmelzverhalten vorgesehen, aber die bisherigen einfachen Versuche belegen bereits, daß bei hinreichend hohen Temperaturen die Glasbildung innerhalb sehr kurzer Zeit erfolgen kann, was genau bei einer Impakt-Explosion bei Temperaturen von mehreren tausend Grad in der Explosionswolke zu erwarten ist.

Abb. 3 A-D. Glasbildungen nach dem Erhitzen.

Abb. 3 B.

Abb. 3 C.

Abb. 3 D.