Das Digitale Geländemodel des Chiemgau-Impakts – die neue Welt der Impaktforschung. – Das Beispiel des Eglsees bei Seeon
von Kord Ernstson, Universität Würzburg (kernstson@ernstson.de), und Jens Poßekel, Geophysik Poßekel, 45479 Mülheim (possekeljens@gmail.com)
Zusammenfassung
Die Anwendung, Auswertung und Interpretation des neuartigen, extrem hochauflösenden Digitalen Geländemodels DGM 1 wird hier exemplarisch für den allgemein als eizeitliches Toteisloch beschriebenen und in Karten so vermerkten Eglsee östlich von Seeon diskutiert. Das DGM 1 zeigt in dieser hohen Auflösung, dass die heute verlandete Seestruktur, die aus mehreren untereinander verbundenen Einzelbecken besteht, rundum einschließlich der Einzelbecken von einem Ringwall umgeben ist, und dass im größten Becken und in einem markanteren Nebenbecken jeweils eine merkliche zentrale Erhebung existiert. Beides, der Ringwall und die mittleren Aufwölbungen, schließen eine eiszeitliche Entstehung als Toteiswanne oder Toteisloch definitiv aus und werden von uns als eine multiple Einschlagstruktur des Chiemgau-Impakts erklärt. Durch die Verlandung kann die maximale Tiefe des Impaktkraters mit dem DGM 1 sehr präzise zu maximal 2 m bestimmt werden. Die extreme Flachheit passt gut zu der in jüngster Zeit zu beobachtenden und publizierten Vorstellung, dass es sich beim Chiemgau um einen sogenannten Near-surface Touchdown Airburst Impact gehandelt hat, bei dem wegen der Explosionen nahe der Erdoberfläche überwiegend nur sehr flache Impaktstrukturen entstehen, was sich auch beim Seeon-Eglsee ausdrückt. Ein interessantes „Nebenprodukt“ der DGM 1 Analyse ist ein auffallender flacher länglicher Hügel südlich des Eglsees, der als Turmhügel einer nicht mehr existierenden mittelalterlichen Burg in der bayerischen Archäologie und in Karten als der Turmhügel von Steinrab geführt wird. Im DGM 1 erkennt man die große Besonderheit, dass die damalige Burg auf dem bereits existierenden Zentralberg einer weiteren, grob 200 m großen elliptischen Impaktstruktur errichtet wurde, was hier in einem Anhang ausführlicher diskutiert wird. Ferner finden sich im Anhang ein kurzer erklärender Abschnitt zur Methodik des DGM 1 sowie ein kurzer Abschnitt zum jüngst in der Impaktforschung verstärkt diskutierten Touchdown-Impakt.
1 Einführung
Die hier im Mittelpunkt stehende Eglsee-Struktur (in manchen Karten auch als Egelsee geführt) hat einen eigenen Wikipedia-Eintrag https://de.wikipedia.org/wiki/Schluckloch_Eglsee, aus dem so zitiert wird:
„Das Schluckloch Eglsee ist ein episodischer See, zu dem ein künstlich angelegter Graben mit nur zeitweiligem Durchfluss vom ca. 1,3 km westlich gelegenen Klostersee bei Seeon führt. – Das Toteisloch liegt am östlichen Rand der Eiszerfallslandschaft der Seeoner Seen in der Appertinger Schotterfläche, die vom Schmelzwasserabfluss eines Rückzugsstadiums des Inn-Chiemsee-Gletschers aufgeschüttet wurde. – Das als geowissenschaftlich wertvoll eingestufte Geotop besteht aus drei zusammenhängenden Depressionen auf einer Fläche von 350 × 210 m.“
Abb. 1. Der episodische See in den letzten 20 Jahren bis zur heutigen Verlandung und mit zeitweiliger kurzer Flutung um 2013. Google Earth.
Das Wikipedia-Zitat wird hier an den Anfang gestellt, weil nach unseren neuesten Untersuchungen und nach bereits früheren Funden und Vermutungen der Eglsee nichts mit der Eiszeit zu tun hat und auch kein Toteisloch ist. Er ist beim Chiemgau-Impakt entstanden, so wie ein Großteil der angeblichen Toteislöcher im hiesigen Voralpenland mit der markantesten, bis heute von Lokal- und Regionalgeologen eisern verteidigten Fehlinterpretation des Tüttensee-Meteoritenkraters.
Zu ergänzen ist, dass der Seeoner Eglsee nicht mit dem 2,3 km-Durchmesser Eglsee-Impaktkrater zwischen Chieming und Nussdorf verwechselt werden darf (Ernstson, K. and Poßekel 2020).
Vorbemerkung. – Dieser Artikel beschreibt eine Fülle von Ergebnissen, bei deren Zusammenstellung der Überblick nicht verloren gehen soll. Deshalb wird die Anhäufung von Abbildungen nicht in einen verbindenden Text integriert. Stattdessen werden nur die entsprechenden Abbildungen in einer Reihe angeordnet, von denen jede mit mehr oder weniger langen Texten als „Bildunterschriften“ kommentiert wird.
2 Der Eglsee bei Seeon als Impakt-Struktur
2.1 Die frühen Beobachtungen zur Impakt-Petrographie und -Mineralogie: die Glasgerölle-„Lagerstätte“.
Der ursprüngliche Hinweis auf einen Impakt beim Seeoner Eglsee kam von E. Pauliner, der als erster auf die Ansammlung von glasierten Geröllen am Ostufer des Sees gestoßen war und dann gemeinsam mit dem CIRT eine Ausgrabung dieser Anhäufung vornahm (Abb. 3). Bis heute wird vermutet, dass das Vorkommen in geringer Tiefe auf zweiter „Lagerstätte“ liegt und vor unbekannter Zeit von unbekannter Seite im Gelände aufgesammelt und dort deponiert wurde, möglicherweise auf landwirtschaftlicher Fläche des verlandenden Sees. So etwas ist auch von anderen Orten des Impakt-Streufeldes bekannt. So wurde uns von einem Landwirt aus Nussdorf berichtet, dass vor längerer Zeit vor allem die Kinder Mengen dieser Glassteine auf den Äckern außerhalb des Ringwalles des großen Eglsee-Kraters aufgesammelt und auf einem Platz in der Gemeinde aufgehäuft hätten.
Abb.2/3. Die „Lagerstätte“ der Glasgerölle am Ostufer des Eglsees. Bis heute sind diese Glashaut-Gerölle aus vielen Bereichen der Streuellipse bekannt und auch im Impakt-Museum Grabenstätt zu bewundern. Dort liegen zum Vergleich in einer Vitrine grob ähnliche Gesteine, die als Touristenattraktion in einem noch betriebenen historischen Kalkbrennofen erhitzt wurden. Wenn heute noch immer aus bekannten Richtungen behauptet wird, dass auch die impakt-glasierten Gerölle sämtlich aus früheren Öfen stammen, wird damit nur der absolute Mangel an einfachstem physikalischen Grundwissen demonstriert. Die zu beobachtende dünne Glashaut der Gerölle (Abb. 4, 5) beweist eine extrem kurzzeitige Aufschmelzung unter extremer Hitze in extrem kurzer Zeit mit rapider sofortiger Abschreckung. Jeglicher menschlicher Aufheizvorgang kann da ausgeschlossen werden, ist aber ein absolut verständliches Merkmal von einem Touchdown Airburst-Impakt, auf den wir später eingehen werden.
Abb. 4. Typische Impakt-Gerölle mit Glashaut und Glaskruste.
Impakt-Schockeffekte in den Glasgeröllen
Abb. 5. Charakteristische Impakt-Gerölle mit Glashaut und offenen Schock-Spallationsrissen. Spallationsrisse in Gesteinen und Mineralen entstehen beim Impakt, wenn eine kompressive Schockwelle an einer freien Oberfläche als energetisch gleichgroße Zugwelle reflektiert wird, die im Inneren des Gerölls oder Mineralkorns das Material zu Rissen und Spalten auseinanderreißt.
Abb. 6. Geschockte Feldspäte (Plagioklase) in einem Glashaut-Geröll mit multiplen Scharen von Planaren Elementen (planar deformation features, PDFs). Solche PDFs gelten als sicherer Beweis für einen Impakt. Die Mineralkörner sind größenordnungsmäßig 200 µm lang.
2.2 Das Digitale Geländemodell DGM 1 und die Impakt-Kraterstruktur Eglsee/Seeon
Abb. 7. Digitales Geländemodell DGM 1 des Eglsee-Kraters. Abstand der Höhenlinien 20 cm. Farbskalierung in Metern. Für die Abbildung wurde ein sehr einfaches weitspanniges Trendfeld des Geländes abgezogen und damit das verbliebene Differenzfeld auf ein Null-Niveau zentriert. Für die rote und weiße Linien wurden die Höhenprofile der Abb. 8 entnommen.
Abb. 8. Die DGM 1-Höhenprofile über den Eglsee-Hauptkrater.
Abb. 9. Schnappschüsse von Wassertropfen-Impakten als Modell für den Eglsee-Krater und viele andere Krater des Chiemgau-Impakts. Quellen: https://pixabay.com/de/images/search/wassertropfen/, <ahref=“https://www.vecteezy.com/free-photos/drop“>Drop Stock photos von Vecteezy</a> (aus Ernstson et al. 2024).
Abb. 10. Der Eglsee-Krater als schattiertes Relief (auch als Schummerung bekannt) des gemäß Abb. 7 zentrierten DGM 1 mit Profilen über zwei Nebenkrater Abb. 11).
Abb. 11. Die Höhenprofile über die beiden Nebenkrater in Abb.10. Der obere Krater mit leichtem Zentralberg und der schwach terrassierte Krater im unteren Bild haben vielfache Parallelen verbreitet im gesamten Krater-Streufeld. Terrassierte kleine Krater vergleichbarer Größe sind mittlerweile vom Mond und Mars mit digitalen Geländemodellen der NASA beschrieben worden (Rappenglück et al. 2022). In allen Fällen wird die Terrassierung auf einen geschichteten Untergrund zurückgeführt, beim Mond auf den Regolith über Festgestein, beim Mars auf eine Eisschicht über Festgestein. Beim Eglsee mag es sich um Schmelzwasserschotter über Moräne handeln.
Abb 12. Eindrucksvoll zeigt sich der verlandete Eglsee in einer DGM 1 3D-Darstellung der Geländeoberfläche. Hier wird besonders deutlich, dass die frühere Deutung der Eiszeitgeologen und -geographen als ein Toteisloch bzw. Toteiswanne nach den neusten Ergebnissen der Impaktforscher nicht mehr haltbar ist. Durchgehende Ringwälle um Haupt- und Nebenkrater, sowie teilweise ausgeprägte Zentralberge verbieten diese Toteis-Deutung, was Abb. 13 noch einmal dokumentiert.
Abb. 13. Bildung einer Toteiswanne beim Rückzug des Gletschereises. Nach moderner Eiszeitforschung ist im übrigen für keines der bayerischen voralpinen Toteislöcher ein definitiver geologischer Beweis für eine solche Entstehung erbracht worden. Das kürzlich vom Bayerischen Landesamt für Umwelt (LfU) deklarierte Eiszeit-Toteisloch-Geotop des Tüttensee-Meteoritenkraters lässt nur ein Kopfschütteln übrig (CIRT 2019; https://www.chiemgau-impakt.de/2019/07/16/tuettensee-meteoritenkrater-ein-bayerisches-geotop/).
ANHANG A: Das Digitale Geländemodel – zum Verständnis
Abb. A1. Die Schritte zur Erzeugung von Karten und Profilen des Digitalen Geländemodels.
Abb. A2. Kartenausschnitt aus Bayernatlas; Gitter der DGM 1-Kacheln der Größe jeweils 1 km x 1 km für ganz Bayern. Rot: Kachel der Abb. A3 mit dem Eglsee. Die Kacheln sind online auf der Karte einzeln anklickbar, worauf das Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung eine Online-Datei mit einer Tabelle sämtlicher X,Y,Z-Daten des DGM übermittelt. Der Service des Download ist seit Kurzem kostenfrei.
Abb. A3. Detailausschnitt der Karte von Abb.A2 mit der Kachel, deren DGM 1-Daten die Grundlage aller hier im Artikel erzeugten Karten und Profile. Erlaubnis: Bayerische Vermessungsverwaltung, Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung. Bei der Datenübermittlung und Verarbeitung mit dem Programm SURFER ist zu bedenken, dass für eine Kachel mit dem Raster 1 m x 1 m eine Million Datenpunkte auch für diesen Artikel zu verarbeiten sind.
ANHANG B: Der Touchdown Airburst Impact – frei übersetzt: die nahe der Erdoberfläche ausgelöste Airburst Impakt-Explosion eines Asteroiden oder Kometen.
Abb. B1. Hydrocode Computer-Simulation eines Touchdown-Airburst-Impakts (West et al. 2024, Silvia et al . 2024) Airburst eines 55 m-Asteroiden in 600 m Höhe. Temperaturverteilung über ca. 500 Millisekunden entlang einer Strecke von gut 1 km. Temperatur Rot über mehrere 10 000 Grad. So könnte es lokal oder abschnittsweise in der großen Chiemgau-Impakt-Streuellipse passiert sein, als ein vielleicht 1000 m großer, in der Atmosphäre zerbrochener Komet oder sehr locker gebundener Asteroid kurz über der Erdoberfläche in Einzelteilen über 60 km verteilt als Airbursts explodierte. Ein solcher lokal beschränkter Airburst könnte z.B. die extremen Schock-Effekte mit den hohen Schmelztemperaturen beim Chieming-Stöttham-Impakt verursacht haben, ohne dass ein Einschlagkrater zu beobachten ist. Die im untersten Bild von uns eingetragenen Pfeile zeigen auf feste Brocken, die in der Explosionswolke überlebt haben und eine Unmenge kleinerer und sehr flacher Krater erzeugt haben, die in vielen Fällen als Resultat zerbrochener Projektile Doppel-, Dreifach- oder multipler Strukturen auftreten. Der Eglsee-Krater hier ist ein typisches Beispiel, wobei die begleitenden, mit Schmelzhaut überzogenen Glassteine wunderbar in diese Modellvorstellung passen. Quelle der Abbildung: CometResearchGroup, Allen West.
Abb. B2. Eine Gegenüberstellung: Die herkömmliche Vorstellung über die Form von Meteoritenkratern am Beispiel einiger kleinerer Strukturen, und die Form typischer Airburst-Impaktstrukturen am Bespiel des hier beschriebenen Eglsee-Kraters. Bei einem Durchmesser von immerhin 200 m ist er mit Ringwall gerademal 2 m tief. Und auch der 100 m messende Nebenkrater ist mit Ringwall nur 1 m tief. Diese Gegenüberstellung demonstriert den Weg, den die neue Impaktforschung mit den grandiosen Möglichkeiten der extrem hochauflösenden Digitalen Geländemodelle der Erdoberfläche mittlerweile beschritten und der zweifelsohne weltweit gesehen seinen Anfang beim Chiemgau-Impakt genommen hat.
ANHANG C: Archäologie und Impakt – Der Turmhügel von Steinrab
Abb. C1. Turmhügel Steinrab. Der Turmhügel Steinrab ist eine abgegangene mittelalterliche Niederungsburg vom Typus einer Turmhügelburg (Motte) an einem Hügelfuß in flachem Gelände im Flurbereich „Großfeld“ bei Steinrab, einem Ortsteil der Gemeinde Seeon-Seebruck /aus Wikipedia).
Abb. C2. Bildvergleich: Turmhügelburg (auch Motte genannt). Rekonstruierte Motte im Geschichtspark Bärnau-Tachov. -https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Motte_mit_Dorf.jpg – Barbara Brunner, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons. Ausschnitt.
Abb. C3. Der Steinrab-Turmhügel im DGM 1; Abstand der Höhenlinien 10 cm. Trendfeld abgezogen mit Resten der Turmhügelburg im DGM 1.
Die Steinrab-Hügelburg mit einer Impaktstruktur als Unterbau – was das Digitale Geländemodell an aufregenden Zusammenhängen offenbart
Abb. C4. DGM 1: Die elliptische Steinrab-Impaktstruktur mit elliptischem Zentralberg. Hinweis auf einen möglichen flach-schrägen Impakt aus NNO oder ein längliches, in Stücke zerbrochenes Projektil. Hier wird der Unterschied zu Turmhügelburgen deutlich, die praktisch immer einen kreisrund errichteten Unterbau besitzen und in der Regel auch in der direkten Umgebung bauliche Strukturen aufweisen. (Abb. C7, C8). All das wir auch in den folgenden Abbildungen deutlich.
Abb. C5. DGM 1-Profil über den Steinrab-Krater (Abb. C6).
Abb. C6. Eine verblüffende Ähnlichkeit zwischen dem Steinrab-Krater und einem Krater aus dem Mauerkirchen-Kraterstreufeld (Ernstson et al. 2024). Mit dieser Form gehören diese Krater zum Modell des Wassertropfen-Impakts (Abb. 9).
Abb. C7. Turmhügelburgen von Steinrab, Bad Griessee und Insingen. DGM 1 Geländeoberfläche in 3D. Für den Vergleich der Steinrab-Turmhügelburg mit den anderen kreisrunden Turmhügeln stellt sich die Frage, warum die Erbauer der Burg in einem ebenen Gelände einen unregelmäßigen, wurstförmigen flachen Hügel als Fundament für die neue Burg aufgeschüttet haben sollten, wenn der nicht vorher bereits dort war.
Abb. C8. Der signifikant unterschiedliche Unterbau und die Baukonstrukte der Umgebung bei der Impakt-Turmhügelburg und den anthropogenen Turmhügelburgen.
Abb. C9. Auch in den DGM 1-Höhenprofilen wird der Unterschied der einfachen Steinrab-Turmhügelburg zu den komplexeren anderen Burgen deutlich. Vermutet werden kann, dass die Steinrab-Burg nur kurze Zeit besetzt war und der bereits vorhandene Impakt-Hügel für eine einfache rasche, vorübergehende Bebauung „dankbar“ angenommen wurde.
Literatur
Ernstson, K. and Poßekel, J. (2020) Complex Impact Cratering in a Soft Target: Evidence from Ground Penetrating Radar (GPR) for Three Structures in the Chiemgau Meteorite Impact Strewn Field, SE Germany (1.3 km-Diameter Eglsee, 250 m-Diameter Riederting, 60 m-Diameter Aiching)
Ernstson, K. and Poßekel, J. (2024) The Chiemgau Meteorite Impact Strewn Field and the Digital Terrain Model: „Earthquake“ Liquefaction from Above and from Below. – AGU Fall Meeting 2024, submitted.
Ernstson, K. and Poßekel, J. (2024) Paradigm Shift in Impact Research: The Holocene Chiemgau Meteorite Impact Crater Strewn Field and the Digital Terrain Model – Lunar & Planetary Science Conference LPSC 2024. – DOI: 10.13140/RG.2.2.33205.90086
Ernstson, K., Poßekel, J. (2020): Digital terrain model (DTM) topography of small craters in the Holocene Chiemgau (Germany) meteorite impact strewnfield. – 11th Planetary Crater Consortium 2020 (LPI Contrib. 2251), Abstract #2019. https://www.chiemgau-impakt.de/wp-content/uploads/2020/06/PCC-2019.pdf
Rappenglück, M. A., Poßekel, J., and Ernstson, K. (2021) Mars and Moon on earth: formation of small terraced impact craters and ground penetrating radar investigations. – 12th Planetary Crater Consortium Meeting 2021.
Silva, P. et al. (2024) Modeling how a Powerful Airburst destroyed Tall el-Hammam, a Middle Bronze Age city near the Dead Sea – Airbursts and Cratering Impacts 2(1). DOI: 10.14293/ACI.2024.0005 – License CC BY 4.0CC BY 4.0
West, A. et al. (2024) Modeling airbursts by comets, asteroids, and nuclear detonations: shock metamorphism, meltglass, and microspherules . –Airbursts and Cratering Impacts 2(1). DOI: 10.14293/ACI.2024.0004 – CC BY 4.0