Unter die Lupe genommen: „Der Sturz des Phaethon“:

Diskussion und Erwiderung in der Zeitschrift „Antiquity“

Im Sommer 2010 haben die Historikerin Barbara Rappenglück und andere Wissenschaftler des Chiemgau Impact Research Teams in der renommierten internationalen Fachzeitschrift „Antiquity“ einen durch unabhängige internationale Experten begutachteten (peer review) Aufsatz publiziert unter dem Titel “The fall of Phaethon: a Greco-Roman geomyth preserves the memory of a meteorite impact in Bavaria (south-east Germany)“ (Antiquity 84, 2010, 428-439; http://antiquity.ac.uk/ant/084/ant0840428.htm). In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Antiquity“ versuchen Beamte des Bayerischen Landesamtes für Umwelt (LfU) in einer (keinem Fachgutachterprozess unterworfenen) Rückmeldung auf den Aufsatz von Rappenglück et al., den Umstand eines Meteoriteneinschlags im Chiemgau, den sog. Chiemgau Impakt, grundsätzlich in Frage zu stellen (Doppler et al., Antiquity 85, 2011, 274-277). Rappenglück et al. antworten darauf im selben Heft (Antiquity 85, 2011, 278-280; http://antiquity.ac.uk/ant/085/ant0850278.htm) und weisen die Einwände des LfU zurück. Die Copyright-Richtlinien von „Antiquity“ gestatten es nicht, den Text auf dieser Webseite zugänglich zu machen. Wir bieten hier daher einen Überblick zu unserer Erwiderung.

Doppler et al.s Argumentation stützt sich auf Studien, deren Ansatz für die Impaktforschung ungeeignet ist. Dies sei anhand des folgenden Beispiels illustriert: Doppler et al. bestreiten die Existenz des von uns mit dichten, gezielt angelegten Sonar-Messungen nachgewiesenen 900x400m-Doppelkraters im Chiemsee mit dem Argument, „over 200 km of seismic profiles“ sowie 4 Bohrkerne hätten keine „major disturbance in the sedimentary sequence“ gezeigt. Schauen wir uns zuerst die 200 km seismische Profile an. Projiziert man diese scheinbar beachtliche Länge als rechtwinkliges Netz auf die Fläche des Chiemsees, die eine Ausdehnung von ca. 80 km2 hat, so ergibt sich eine große Maschenweite von ungefähr 800 m. Das bedeutet, dass sogar eine so große Struktur wie der 900x400m-Doppelkrater der Auffindung leicht entgehen konnte. Betrachten wir des weiteren Doppler et al.s vier Bohrkerne. Für die Zielsetzung von Impaktforschung sind vier Bohrkerne verteilt über eine Fläche von 80 km2 der Nadel im Heuhaufen vergleichbar. Darüber hinaus unterliegen Doppler et al. dem Irrtum, dass im Fall von meteoritischen Nebeneinschlägen in den Chiemsee das gesamte Bett des Chiemsees durcheinandergebracht worden sein müsste (Doppler et al. 2011: 276: “They [the cores] produced undisturbed sections and show no indication of a major disturbance in the sedimentary sequence which would be expected from an impact.”). Dieser Gedanke belegt eine amateurhafte Vorstellung von Impaktprozessen und eine völlige Unkenntnis der Geophysik eines Meteoriteneinschlags. Im nächsten Absatz, im Zusammenhang mit Doppler et al.s Bohrung am Tüttensee, wird dies erläutert.

Das zentrale Argument von Doppler et al. basiert auf einer Bohrung am Rand des Tüttensees. Dort fanden sie “an undisturbed sequence ranging from 4800 years ago near the surface to 12 500 years ago from the lake deposits at the base” (Doppler et al. 2011: 274). Aus dieser Beobachtung schließen sie, dass weder der Tüttensee-Kessel ein Meteoritenkrater sei, noch, dass er – wie von uns erschlossen – im sehr späten Holozän entstanden sei, sondern seine Entstehung der letzten Eiszeit verdanke. Doppler et al.s Schlussfolgerung basiert auf der (falschen) Annahme, dass sich die Stelle ihrer Bohrung innerhalb des Kraters befinde. Die Frage, ob diese Stelle innerhalb oder außerhalb des Kraters ist, ist sehr wesentlich im Hinblick auf die beim Impakt freiwerdenden Kräfte, ihre Ausdehnung und ihre Auswirkungen. Der heute sichtbare Rest des Kraterwalls suggeriert, dass sich die Bohrstelle innerhalb des Kraters befinde. Doch ist dieser Eindruck, wie die Graphik zeigt, falsch. Die Bohrstelle befindet sich außerhalb der ursprünglichen Kraterhohlform, wo, den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Druckausbreitung entsprechend, die Schockintensität bereits so abgefallen war (auf einen maximalen Druck von wenigen kbar), dass geringfügige Deformationen in einem Bohrkern von wenigen Zentimetern Durchmesser nicht mehr erkennbar sind. Genauso ist es nicht möglich, dort noch einen Temperaturanstieg nachzuweisen. Doppler et al.s Kernargument erweist sich so als hinfällig.

Kraterbildung1 3

Stark vereinfachter Ablauf der Kraterbildung und der Ansatz der Bohrung des LfU (erstmalig veröffentlicht in ‚Antiquity‘ 85, 2011, S. 279).

Wir erläutern hier im Gegenzug unseren grundlegenden Beleg für einen Meteoriteneinschlag, den Doppler et al. konsequent ignoriert haben. Planare Deformationslamellen (engl. Planar Deformation Features [= PDF]) in Quarz sind eine Form der Schockmetamorphose von Gestein und gelten nach internationalem Standard als Beleg für einen Impakt (Stöffler & Langenhorst 1994: 165). PDFs entstehen durch sehr kurz wirkende, aber extrem starke Drücke (für die Entstehung von PDFs in Quarz sind minimal 5-10 GPa [50-100 kbar] erforderlich), und können einzig durch Impakte erzeugt werden. Weder tektonische Prozesse noch die Auflast von Gestein oder Eis erzeugen Schockphänomene. Wir haben PDFs in Steinen vom Tüttenseewall und aus der Tüttensee-Ejektaschicht gefunden (sowie in anderen Teilen des Kraterstreufelds) (Ernstson et al. 2010: 82). Diese Steine wurden beim Impakt im Zentrum des Kraters geschockt, aus dem Krater herausgeschleudert und außerhalb abgelagert. Ein Mikroaufnahme von PDFs haben wir in unserem Aufsatz veröffentlicht (Rappenglück et al.: fig. 3); PDFs von verschiedenen Stellen im Kraterstreufeld sind abgebildet in Ernstson et al. 2010: 82. Allein mit diesem Nachweis ist der Chiemgau-Meteoriteneinschlag bestätigt.

Statt sich mit diesen Belegen für Schockmetamorphose auseinanderzusetzen und die international akzeptierte Beweiskraft derartiger Beispiele von Schockmetamorphose für einen Meteoriteneinschlag zu akzeptieren, versuchen Doppler et al., ihre Leser mit ihrer (unhaltbaren) Kritik an Sekundäraspekten (sei es die Frage der Datierung, der kohligen Kügelchen, der stark korrodierten Steine, der verglasten Steine, der Eisensilizide etc.) davon zu überzeugen, dass der Impakt als solches Unsinn sei. Mit dieser Taktik greifen unsere Kritiker zum einen zu einer unwissenschaftlichen Vorgehensweise, zum anderen beweisen sie damit ihre fundamentale Unkenntnis von Impaktforschung und den darin gültigen Nachweiskriterien. Doppler et al. dokumentieren in geradezu absurder Weise selbst diese Unkenntnis, wenn sie von „astronomical conditions required as a criteria for an impact“ sprechen (Doppler et al. 2011: 277, unter Bezug auf Heinlein), die schlicht und einfach nicht existieren. Der Verweis auf Heinlein (Der so genannte „Kelten-Killer-Komet“ – Gab es einen Kometeneinschlag im Chiemgau? Journal für Astronomie, III/2009, Nr. 30, Zeitschrift der Vereinigung der Sternfreunde e.V., S. 84-86.) belegt, dass offensichtlich eine Verwechslung von „Nachweiskriterien“ und „Modellrechnungen“ vorliegt. Modellrechnungen sind durch viele Variable gekennzeichnet, die mit fortschreitendem Stand der Forschung immer neu angepasst werden müssen. Als Nachweiskriterium können sie aus diesem Grund nicht dienen, und unsere Kritiker erliegen einem Irrtum, wenn sie sie als ein solches heranziehen wollen. Unter https://www.chiemgau-impakt.de/diskussion finden Sie international akzeptierte Kriterien für einen Impakt und eine Aufstellung, wie der Chiemgau Impakt diese Kriterien erfüllt.

Ergänzende Bemerkungen:

Wir führen hier einige Beispiele dafür an, wie Doppler et al. unseren Text in “Antiquity” (Rappenglück et al. 2010: 428-439) verfälschend handhaben, und die zeigen, dass dem Text von Doppler et al. sogar die fundamentalen formalen Anforderungen an eine wissenschaftliche Debatte fehlen.

Doppler et al. (2011: 274) behaupten, wir würden den Chiemgau Impakt “some 2500 years ago” in die Eisenzeit datieren. Tatsächlich aber haben wir das Ereignis 4200-2800 Jahre zurück datiert (2200-800 v. Chr.), d. h. in die Bronzezeit (Rappenglück et al. 2010: 436).

Doppler et al. (2011: 274) behaupten, wir würden den Impakt durch den Mythos datieren. Das ist falsch: Wir haben den Impakt und den Mythos unabhängig voneinander datiert und dann die Daten verglichen (Rappenglück et al. 2010: 435-37).

Doppler et al. behaupten (2011: 276), wir würden sagen, der Chiemsee habe einst den Tüttensee eingeschlossen. Das ist schlicht und einfach nicht wahr, und natürlich können sie keine Belegstelle in unserem “Antiquity”-Aufsatz angeben, an der diese angebliche Behauptung stehen würde. Diese Art des Umgangs mit unserem Text ist mindestens schlampig zu nennen, wenn es sich nicht sogar um willentlich verzerrende Wiedergabe handelt.

Bemerkenswerterweise findet man diesen Umgang mit Texten auch bei Studien, mit denen sie ihre Statements zu untermauern versuchen: Doppler et al. (2011: 277) behaupten, Möslein habe die zur Diskussion stehende Ablagerung in Stöttham als “anthropogenic” bezeichnet. Natürlich geben sie keine Referenz an, denn in seinem Grabungsbericht (Möslein, S., 2009. Grabungsbericht. Chieming TS, Stöttham-Dorfäcker 2007/08. Technical report, Bad-Tölz, unpubl.; einsehbar im Landratsamt Traunstein) äußert sich Möslein überhaupt nicht zum Ablagerungsprozess dieser Schicht (Möslein 2009: 14f.).

Auch zitieren Doppler et al. (2011: 276) Gareis (Gareis, J. 1978. Die Toteisfluren des bayerischen Alpenvorlandes als Zeugnis für die Art des spätwürmzeitlichen Eisschwundes [Würzburger Geographische Arbeiten 46]. Würzburg) als Kronzeugen für die glaziale Entstehung der Tüttenseelandschaft. Doch Gareis (1978: 68) schließt mehrere Male die glaziale Genese von Teilen des Tüttensee-Ringwalls explizit aus. Mit diesen Beispielen gerät Doppler et al.s Text selbst unter rein formalen Gesichtspunkten ins Zwielicht.

Zur weiteren Lektüre empfohlen:

Ernstson, K., Mayer, W., Neumair, A., Rappenglück, B., Rappenglück, M.A., Sudhaus, D., Zeller, K.W. (2010), The Chiemgau Crater Strewn Field: Evidence of a Holocene Large Impact Event in Southeast Bavaria, Germany: Journal of Siberian Federal University, Engineering & Technologies 3 (1), 72-103. (http://elib.sfu-kras.ru/bitstream/2311/1631/1/04_.pdf)

Hiltl, M., F. Bauer, K. Ernstson, W. Mayer, A. Neumair, M.A. Rappenglück (2011), SEM and TEM analysis of minerals xifengite, gupeiite, Fe2Si (hapkeite?), titanium carbide (TIC) and cubic moissanite (SiC) from the subsoil in the Alpine Foreland: Are they cosmochemical?: 42nd Lunar and Planetary Science Conference, 1391.pdf. (http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2011/pdf/1391.pdf)

Liritzis, I., N. Zacharias, G.S. Polymeris, G. Kitis, K. Ernstson, D. Sudhaus, A. Neumair, W. Mayer, M.A. Rappenglück, B. Rappenglück (2010), The Chiemgau Meteorite Impact and Tsunami Event (Southeast Germany): First OSL Dating: Mediterranean Archaeology & Archaeometry, Vol.10, No. 4, (in press).

Rappenglück B., K. Ernstson, W. Mayer, A. Neumair, M.A. Rappenglück, D. Sudhaus, K.W. Zeller (2009), The Chiemgau impact: an extraordinary case study for the question of Holocene meteorite impacts and their cultural implications, Proceedings, Cosmology across cultures, ASP Conference Series 409, San Francisco, Astronomical Society of the Pacific, 338-343. (http://www.aspbooks.org/a/volumes/article_details/?paper_id=30130)

Rappenglück, B., M.A. Rappenglück, K. Ernstson, W. Mayer, A. Neumair, D. Sudhaus, I. Liritzis (2010), The fall of Phaethon: a Greco-Roman geomyth preserves the memory of a meteorite impact in Bavaria (south-east Germany), Antiquity 84, 2010, 428-439. (http://antiquity.ac.uk/ant/084/ant0840428.htm)

Schüssler, U., M. Rappenglück, K. Ernstson, W. Mayer, B. Rappenglück (2005), Das Impakt-Kraterstreufeld im Chiemgau: European Journal of Mineralogy 17, Beihefte 1, 124.

IMPAKT-KRITERIEN für das Chiemgau-Impaktereignis und Meteoritenkrater-Streufeld

Wann ist ein Meteoritenkrater ein Meteoritenkrater?

macha
Image courtesy Google Earth

Es gibt Leute, die glauben, daß das dann der Fall ist, wenn ein diskutierter Krater von einem Gremium für akzeptiert befunden wird und dann in eine offizielle Datenbank Eingang findet, wie es z.B. bei der Datenbank Earth impact database der Universität von New Brunswick in Kanada der Fall ist. Andere Leute sind dagegen überzeugt, daß ein Meteoritenkrater dann ein Meteoritenkrater ist, wenn es klare wissenschaftliche Befunde für einen meteoritischen Ursprung gibt, und diese Leute bezweifeln, daß irgendein Gremium zuständig sein kann, um über Resultate wissenschaftlicher Forschung zu befinden. Das ist ein Grund, warum unterschiedliche Datenbanken ganz unterschiedliche Zahlen für etablierte irdische Meteoritenkrater (Impaktstrukturen) nennen. Lassen wir diesen feinen Unterschied einmal beiseite, so gibt es eine ganze Reihe von Kriterien (z.B. morphologische, geologische, geophysikalische, mineralogisch-petrographische, geochemische) als Basis für eine Beurteilung eines Meteoritenkraters, und einige dieser Kriterien gelten als Beweis für einen Impakt. Mit anderen Worten und um es einfach auszudrücken: Bei der Kartierung basaltischer Gesteine im Gelände wird man überzeugt sein, es mit Vulkanismus zu tun zu haben, und bei der Kartierung von Gesteinen mit Schockmetamorphose wird man überzeugt sein, daß in der Nähe ein Impakt stattgefunden haben muß.

Impakt-Kriterien – zwingende und weniger zwingende – wie sie von Norton, O.R. (2002): The Cambridge Encyclopedia of Meteorites. – Cambridge University Press, pp. 291-299, und French, B.M. (1998): Traces of Catastrophe. A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. Lunar and Planetary Institute, pp. 97-99 (hier ein (Download der pdf-Datei), und anderen zusammengestellt wurden, sind:

1. Morphologie

Grundsätzlich runde Strukturen; Vertiefungen mit Ringwällen oder/und Zentralhügeln/-bergen, Mehrfachring-Strukturen. Morphologie ist letztlich wenig aussagekräftig, da viele andere geologische Strukturen kreisrund oder ringförmig sein und andererseits echte Impaktstrukturen stark von einer solchen Form abweichen können.

2. Geophysikalische Anomalien

Viele Impaktstrukturen sind eng mit charakteristischen gravimetrischen und magnetischen Anomalien verknüpft, aber umgekehrt erlauben gemessene Anomalien im allgemeinen nicht, von ihnen auf ein Impaktereignis zu schließen. Seismische Reflexionsmessungen mögen im Untergrund verborgene Impaktstrukturen anhand charakteristischer Schichtlagerung aufzeigen.

3. Geologische Merkmale

In Impaktstrukturen und um sie herum findet man regelmäßig: starke Deformationen, Faltung, Verwerfungen, Zerbrechungen; polymikte und monomikte Brekzien und Brekziengänge, Megabrekzien; Hochdruck-/Kurzzeit-Deformationen von Klasten in unverfestigter Matrix; Gesteine, die wie Vulkanite oder Magmatite aussehen; Horizonte aus exotischem Material.

4. Hochtemperatur-Merkmale

Schmelzgesteine, natürliche Gesteinsgläser; Brekzien mit Schmelzgesteins- und Glaskomponenten.

5. Hochdruck-Merkmale – Schockmetamorphose (Schockeffekte)

Planare Deformationsstrukturen (PDFs) in Quarz, Felspäten und anderen Mineralen; planare Brüche (PFs) in Quarz, diaplektische Quarze und Feldspäte, diaplektische Gläser; multiple Scharen intensiver Knickbänderung in Glimmern, multiple Scharen von Mikrozwillingen in Calcit. Knickbänder in Glimmer und planare Brüche (Spaltbarkeit) in Quarz sind auch von extremer tektonischer Deformation bekannt.

6. Shattercones

Steinheim shatter cone Sudbury shatter cone

Shattercones, hier in Kalkstein aus dem Steinheimer Becken und in Quarzarenit aus der Sudbury-Impaktstruktur, sind charakteristische schockerzeugte kegelförmige Bruchflächen, die in allen Festgesteinen auftreten können. Shattercone-Bruchflächen zeigen die ganz typischen „Pferdeschwanz“-Bruchflächenmarkierungen.

7. Besondere Merkmale

Auftreten von Mikro- und Nanodiamanten; akkretionäre Lapilli; verschiedene Arten von Sphärulen. – Sphärulen können auch anthropogen sein.

8. Meteoriten-Bruchstücke

Sie fehlen in größeren Meteoritenkrater in den allermeisten Fällen, und zwar wegen der vollständigen Verdampfung des Projektils beim Aufschlag. Mikroskopischer geochemischer Nachweis des Impaktors ist prinzipiell möglich. Bruchstücke des Meteoriten werden im allgemeinen bei jungen, kleinen Kratern gefunden. Allerdings sind die im Macha-Kraterstreufeld (Jakutien) gefundenen wenigen Partikel, die man für meteoritisch hält, nicht größer als 1,2 mm.

9. Direkte Beobachtung (historische Aufzeichnung)

Abgesehen von beobachteten Meteoritenschauern (z.B. Sikhote Alin) sind Impakte, die einen Meteoritenkrater gebildet haben, nicht überliefert. Geomythen mögen als Dokumente beobachteter/erlebter Impakte gedeutet werden.

Gegenwärtiges Einvernehmen besteht dahingehend, daß die Punkte 5. Schockeffekte, 6. Shattercones, 8. Meteoritenbruchstücke und 9. Direkte Beobachtung bereits jeder für sich allein genommen eine Bestätigung für ein Impaktereignis darstellen.

Die Kriterien 1. – 9. – angewendet auf
das Chiemgau-Kraterstreufeld

1. Morphologie – ja

Unzählige kreisförmige Krater mit Ringwällen.

rimmed crater no. 004

Der Krater 004 im Chiemgau-Kraterstreufeld mit einem Durchmesser von 11 m. Man beachte den ausgeprägten Ringwall.

2. geophysikalische Anomalien – ja

– Negative Schwereanomalie des Tüttenseekraters umgeben von einer bemerkenswerten Zone relativ positiver Anomalien.

– Ein ausgeprägter Horizont stark erhöhter magnetischer Bodensuszeptibilität im Streufeld

Tüttensee gravity anomaly

Gravimetrie: Bouguer-Restfeldanomalie des Tüttensee-Krater.

soil magnetic susceptibility

Anomalie in einem Bodenprofil der magnetischen Suszeptibilität nahe dem Tüttenseekrater

3. Geologische Merkmale – ja, viele

Tüttensee breccia

Bunte polymikte Impaktbrekzie aus der Schicht der Tüttenseekrater-Auswurfmassen.coherent clasts

Stark zerbrochene jedoch kohärent verbliebene Karbonat- und Silikatklasten aus der Schicht der Tüttenseekrater-Auswurfmassen: Anzeichen einer Hochdruck-/Kurzzeit-Deformation.

squeezed cobble

Stark zerbrochenes und gequetschtes jedoch kohärent verbliebenes Quarzitgeröll vom Ringwall des Tüttensee-Kraters: Anzeichen einer Hochdruck-/Kurzzeit-Deformation.Stöttham exotic layer

Der exotische Impakt-Horizont (Pfeil) von Stöttham.

4. Hochtemperatur-Merkmale – ja

Tüttensee impact melt rock

Bimsartiges Impakt-Schmelzgestein vom Tüttensee-Krater..welded cobbles

Zwei glasummantelte Gerölle, die durch schlackeartiges Glas miteinander verschweißt sind (aus Krater 004).

melt rock

Schnitt durch ein silikatisches Geröll von Krater 004. Extrem blasenreiches und zerrissenes Gestein, in dem außer Quarz alle Minerale mehr oder weniger in Glas umgewandelt sind, was dem Gestein die dunkle Farbe verleiht. Die weit geöffneten Risse mögen von einer Schock-Spallation herrühren.

5. Schockmetamorphose (Schockeffekte) – ja

PDFs, Tüttensee PDFs, Popigai

„Getoasteter“ Quarz mit multiplen Scharen von PDFs. Dünnschliff-Aufnahme, xx Polarisatoren, Quarzit-Geröll vom Ringwall des Tüttensee-Kraters. „Getoasteter“ Quarz ist ein verbreitetes Merkmal in geschockten Körnern und wird mit winzigsten Flüssigkeitseinschlüssen erklärt. – Rechts zum Vergleich: Getoasteter Quarz mit PDFs aus der Popigai-Impaktstruktur (Russland).

PDFs, crater 004

Zwei Scharen planarer Deformationsstrukturen (PDFs) in Quarz; Dünnschliff-Aufnahme, xx Polarisatoren, Bildbreite 1,5 mm; Quarzitgeröll vom Chiemgau-Impaktkrater 004. Die schwach gebogenen PDFs dürfen nicht irritieren: Obwohl es Autoren gibt, z.B. Reimold & Koeberl (2000), die gebogene PDFs als nicht-impaktogen bezeichnen, zeigen das Beispiel der gebogenen Popigai-PDFs im Bild oben und viele weitere Beispiele aus verschiedenen Impaktstrukturen, daß die Meinung von Reimold & Koeberl unzutreffend ist.

shocked plagioclase

Zwillingslamellen und multiple Scharen von PDFs in Feldspat. Dünnschliff-Aufnahme, xx Polarisatoren; Impakt-Schmelzgestein vom Tüttensee-Krater.

6. Shattercones – ja

shatter cone Tüttensee

Shattercones vom Tüttensee in gegenläufiger Position. Gestein: feinkörniger Sandstein.

7. Besondere Merkmale – ja

Nanodiamanten – ja

Artikel

Rösler W., Hoffmann V., Raeymaekers, B., Schryvers, D. and Popp, J. (2005) Diamonds in carbon spherules – evidence for a cosmic impact? (http://www.lpi.usra. edu/meetings/metsoc2005/pdf/5114.pdf; 7.5.2006).

Akkretionäre Lapilli – ja

Lapillo Chiemgau Lapillo Chiemgau2

Akkretionäre Lapilli (rechts mit einem Kern aus metallischen Fragmenten) aus dem Chiemgau-Impaktstreufeld. Lapilli-Durchmesser etwa 4 – 5 mm. Gewöhnlich sind akkretionäre Lapilli vom Vulkanismus her bekannt, aber sie sind auch bei Impaktstrukturen nachgewiesen worden, wo sie sich in der Impakt-Explosionswolke gebildet haben.

Sphärulen – ja

glass spherule

2 mm große zerbrochene Glassphärule aus der Stöttham-Impaktschicht.carbon spherules

Kohlenstoff-Sphärulen von verschiedenen Stellen im Chiemgau-Impaktstreufeld. Siehe auch: Yang, Z.Q. et al., 2008: TEM and Raman characterization of diamond micro- and nanostructures in carbon spherules from upper soils. – Diamond and Related Materials 17/6: 937-943.

8. Meteoriten-Bruchstücke – wahrscheinlich ja

Exotisches Material wie die Eisensilizide Gupeiit und Xifengit sowie Karbide wie Titankarbid und das Siliziumkarbid Moissanit deuten auf einen extraterrestrischen Ursprung.

moissanite

REM-Bild von Moissanit-Kristallen in Eisensilizid-Matrix. Probe aus dem Chiemgauer Meteoritenkrater-Streufeld.

gupeiite suessite

Vergleich der Analysen von einem Chiemgauer Gupeiit und meteoritischem Suessit.

9. Direkte Beobachtung (historische Aufzeichnung) – möglicherweise ja

Rubens_Fall_of_Phaeton

Peter Paul Rubens: Der Fall des Phaethon, National Gallery of Art, Washington

EM characterisation of a potential meteorite sample

D. Schryvers1 and B. Raeymaekers2

1. EMAT, University of Antwerp, Groenenborgerlaan 171, 2020 Antwerp, Belgium

2. InfraServ Gendorf, D-84508 Burgkirchen, Germany

 

nick.schryvers@ua.ac.be

Keywords: gupeiite, xifengite, meteorite

In the district of Altötting (Upper Bavaria, Germany) four particular and apparently correlated spatial configurations were recently discovered:

–         craterlike structures,

–         anomaly of Ni-traces in honey samples, established during a biomonitoring project with honey bees,

–         severe magnetic anomalies in the stray field of craterlike structures,

–         metallic particles (diameter mostly > 1 cm) in the upper 30 cm of the soil.

Two of the metallic samples were investigated with a variety of conventional EM techniques. The first specimen has a rough surface while the second one looks like a solidified globular “droplet”, both having a metallic shining. In Figure 1 SEM images of three distinctly different surface morphologies are shown, together with the respective EDX spectra. These reveal a primarily Fe-Si content with some micron sized cubic Ti rich, C-containing inclusions. By SEM/WDX the following elements were further detected: C, Al, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Ta, Mo, Nb, W. For most of these elements the formation of silicides has been described before [1].

In Figure 2 SAED patterns from internal grains of these samples are shown from which three different phases can be recognised. Figure 2.a reveals the [110] zone of cubic Fe3Si, also known as Gupeiite, while Figures 2b and 2c show the [101] and [201] zones of the hexagonal Fe5Si3 structure, also known as Xifengite. These SAED patterns originate from micron sized grains, whereas the ring pattern in Figure 3b relates to the nanoparticles shown in Figure 3a and can be explained by the bcc a-Fe structure, the poor quality of the image being due to the magnetic distortions of the beam.

It should be noted that the FexSiy, species are lacking in the geology of Bavaria. Nevertheless, over a large surface (30 x 5 km2) these FexSiphases can be found in particles from the upper soil. Given the particular characteristics listed above and since industrial sources are highly improbable, the particles were assigned to the impact of a meteorite, a suggestion which recently has been confirmed by the geophysical characterisation of a few crater structures [2].

Similar effects were reported from the Yanshan area in China [3], where Fe3Si and Fe5Si3 were found in globular particles, with a cosmogenic origin. Moreover, the Ni concentration of 0.1 % in the present samples is identical as in the Yanshan-particles. Worldwide further reports of these species were not found.

The presence of Xifengite and Gupeite in FexSiy-particles over a wide area in undisturbed soil profiles, accompanied by further refractory species, supports the hypotheses of a cosmic origin, in analogy to the results from the Yanshan area.

1.        N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 1985, Walter de Gruyter, New York, Berlin

2.        V. Hoffmann, W. Rößler, B. Raeymaekers, to be published

3.        Y. Zuxiang, Acta Petr. Miner. et Anal. 3, 231-238


Figure 1.  (a, b, c) Different surface morphologies observed in both samples, (d, e) EDX-spectra from matrix and cubic inclusion, respectively.

Figure 2. SAED patterns of (a) [110] Fe3Si, (b) [101] Fe5Siand c) [201] Fe5Si3.

Figure 3. a-Fe nano particles and the corresponding ring pattern.

Regmaglypten auf Kalkstein-Geröllen: Hinweis auf Karbonatschmelze im Chiemgau-Impakt

Vor etwa 40 Jahren wurde von Thomas Weber, Hettenleidelheim, im Bereich des nördlichen Chiemseeufers zwischen Seebruck und Lambach ca. 30 – 40 m vom Ufer entfernt aus 2 – 3 m Wassertiefe der Stein der Abb. 1 geholt. Ein weiterer, sehr ähnlicher Brocken wurde an derselben Stelle von seinem Begleiter geborgen. Wegen der sehr ungewöhnlichen Oberflächenskulptur wurden die Steine seinerzeit als Sammelobjekte mitgenommen. Thomas Weber hat uns nunmehr, nachdem er sich im Zusammenhang mit der Diskussion über den Chiemgau-Impakt an seinen Fund erinnerte, den Stein zur Untersuchung und Dokumentation zur Verfügung gestellt.

 

Abb. 1. Ein aus dem Chiemsee geborgenes regmaglyptisches Kalksteingeröll. 

Wir deuten die eigenartige Oberflächenskulptur als Schmelzstrukturen, sogenannte Regmaglypten, die beim Flug des Gerölls durch die heiße Explosionswolke beim Chiemgau-Impakt entstanden. Regmaglypten sind ursprünglich von Meteoriten bekannt, mittlerweile aber auch von irdischen Impaktstrukturen beschrieben worden (Abb. 2).

Ein ausführlicherer Text über Regmaglypten, das hier gezeigte Geröll, Verwechslungsmöglichkeiten mit gewöhnlichen Lösungskarren und eine Erörterung im Rahmen des Chiemgau-Impaktes kann HIER angeklickt werden.

 

Abb. 2. Erstaunlich ähnlich: Regmaglypten auf der Oberfläche des Tabor-Meteoriten (links) und auf einem Kalkstein-Fragment aus den Puerto Mínguez-Ejekta, Azuara-Rubielos de la Cérida-Impaktstrukturen (Spanien).

Dr. R. Huber von der Universität Bremen hat uns kürzlich mitgeteilt, daß dem (Zit.) Augenschein nach die hier gezeigten Skulpturen das Werk von Endolithen, also von Bakterien und Algen seien. Wir bedanken uns für seinen Hinweis und werden die Strukturen auch noch einmal unter dem Gesichtspunkt biogener Formen untersuchen. Eine endolithische Entstehung halten wir für äußerst unwahrscheinlich und verweisen darauf, daß dem Augenschein nach sehr ähnliche Strukturen dennoch aus ganz unterschiedlichen Prozessen resultieren können. Ein einschlägig typisches Beispiel ist die absolute phänomenologische Übereinstimmung von Produkten regmaglyptischer Schmelzprozesse und Lösungsprozessen im Karst (Karren).

Inzwischen haben wir die sog. „Furchensteine“ auch unter dem Gesichtspunkt einer Wirkung von Algen und Bakterien untersucht. Diese Erklärung müssen wir für die von uns (!) beschriebenen Strukturen ausschließen. Wir verweisen dazu auch noch einmal auf den ausführlichen Artikel .

Zur Herkunft der Eisensilizide Xifengit und Gupeiit

U. Schüssler: Zur Herkunft der Eisensilizide Xifengit und Gupeiit

Im ostbayerischen Raum zwischen Traunstein und Straubing finden sich im Boden immer wieder geringe Mengen an sogenannten Eisensiliziden, die hauptsächlich aus den Mineralen Xifengit und Gupeiit, aber auch stöchiometrisch anders zusammengesetzten Fe-Si-Verbindungen bestehen. Wegen der räumlichen Nähe zum Kraterfeld des vermuteten Chiemgau-Impakts, wegen der Fundumstände, wegen der exotischen chemischen Zusammensetzung (die sich nur in absolut Sauerstoff-freiem Milieu bilden kann), wegen des bisher ausgesprochen seltenen Nachweises dieser Minerale in irdischem Kontext (natürlich und technisch), und wegen des Vorkommens dieser Minerale in verschiedenen Meteoriten und im Weltall wurde zunächst ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten dieser Eisensilizide und diesem Impakt angenommen (z.B. Rappenglück et al. 2005). Aus diesem Grunde wurde das Verteilungsgebiet der Eisensilizide genau auskartiert (Abb. 1). Im Laufe dieser Arbeiten wurden etwa 2,5 kg dieses Materials auf einer Gesamtfläche von fast 10.000 km2 gefunden.

 

Um diese fragliche kosmische Herkunft der ostbayerischen Eisensilizide genauer zu belegen, wurden materialkundliche Untersuchungen durchgeführt, zunächst von Raeymaekers & Schryvers (z.B. 2004), die die Minerale Xifengit und Gupeiit als erste in dem Chiemgauer Material entdeckten, und von Fehr et al. (2004). Die Untersuchungen von Fehr et al. umfassten auch die Analyse der Pb-Isotope an einer Probe. Das Ergebnis ist insofern nicht ganz eindeutig, als der Analysepunkt zwar im Feld der irdischen Bleiisotopien liegt, gleichzeitig aber auch auf der Meteoriten-Isochrone. Daher erschien die Aussage von Fehr et al. (2004), es handle sich bei dem Material um ein technisches Produkt, etwas vorschnell. Eisensilizide werden zwar in der Tat, wie in dem Artikel beschrieben, in großen Mengen hergestellt, für die Minerale Xifengit und Gupeiit trifft aber genau das Gegenteil zu, eine industrielle Herstellung war bislang nicht bekannt.

Von unserer Gruppe iniziierte Analysen der Eisenisotope an drei eigenen Proben, die von Dr. Stefan Weyer am Institut für Mineralogie der Universität Frankfurt durchgeführt wurden, untermauern allerdings eine terrestrische Herkunft der Chiemgauer Eisensilizide (Weyer, persönliche Mitteilung). Aus diesem Grunde richteten sich unsere Untersuchungen verstärkt auf die Frage einer möglichen technischen Herkunft des exotischen Materials; diese Frage lässt sich nun beantworten:

Eisensilizide, darunter auch größere Mengen an Xifengit und Gupeiit, entstanden als Nebenprodukte bei der Herstellung mineralischer Düngemittel, die vor allem in der unmittelbaren Nachkriegszeit in der Landwirtschaft verwendet wurden (da die mineralogische Zusammensetzung dieser Nebenprodukte nicht weiter interessant war, wurde sie nie genau untersucht, Xifengit und Gupeiit blieben daher unentdeckt). Diese Eisensilizide wurden zwar zum allergrößten Teil aus den Düngemitteln entfernt und anderweitig verarbeitet (unter Zerstörung der Gupeiit- und Xifengit-Strukturen), minimale Restmengen könnten jedoch in dieser Zeit auf die Äcker geraten sein. Aufgrund verschiedenster Einflüsse wie Feldbearbeitung, Niederschläge, Vegetation, Grabtätigkeit der Tiere etc. dürften die Partikel während der vergangenen 50 bis 60 Jahre in ihre heutige Position in den unteren Bodenschichten meist in 20 bis 40 cm Tiefe gelangt sein. Unklar ist allerdings nach wie vor, warum man die Partikel auch in jahrhundertealten Wäldern, in Mooren und im Almbereich über 1000 m Höhe findet. Möglicherweise wurde früher auch in diesen Arealen gedüngt. Ein sogenannter Konvergenzeffekt, d.h. Eintrag derselben Art von Eisensilizidpartikeln sowohl durch die Düngung als auch durch einen Impakt ist nicht völlig auszuschließen, erscheint aber äußerst unwahrscheinlich.

Es soll an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die Eisensilizide zwar ursprünglich mit einem Impakt in Zusammenhang gebracht wurden, dass sie aber nie als unmittelbares Beweismittel dienten. Die zahlreichen anderen Hinweise auf einen Impakt im Chiemgau, die auf unserer website nachzulesen sind, sind von den neuen Ergebnissen zum Thema „Eisensilizide“ unberührt.

 

Literatur:

Fehr, K.T., Hochleitner, R., Hölzl, S., Geiss, E., Pohl, J., Faßbinder, J. (2004): Ferrosilizium-Pseudometeorite aus dem Raum Burghausen, Bayern. Der Aufschluß 55, S. 297-303.

Raeymaekers, B., Schryvers, D. (2004): Iron silicides and other metallic species in the SE Bavarian strewn field). Paneth-Kolloquium Nördlingen.

 

Rappenglück, M., Schüssler, U., Mayer, W., Ernstson, K. (2005): Sind die Eisensilizide aus dem Impakt-Kraterstreufeld im Chiemgau kosmisch? – Eur. J. Mineral. 17, Beih. 1: 108. Siehe auch

http://www.uni-wuerzburg.de/mineralogie/schuessler/Poster_Eisensilizide_2005.pdf


 

2. Nickel

Der Chiemgau-Gupeiit, der  North Haig Ureilit-Meteorit und der NWA 1241 Ureilit-Meteorit.

Im Zusammenhang mit den Funden des bemerkenswerten Materials im Chiemgau-Streufeld und einem möglichen kosmischen Ursprung wird immer wieder kritisch das Fehlen von Nickel angemerkt. Dazu bringen wir hier eine Zusammenstellung (Tab. 1) der Zusammensetzungen eines Gupeiits aus dem Chiemgau-Streufeld sowie zweier Suessite aus Ureiliten mit niedrigem Ni-Gehalt (North Haig Ureilit-Meteorit und NWA 1241 Ureilit-Meteorit).

Die Tabelle belegt:

— eine sehr ähnliche Zusammensetzung aller drei Minerale

— niedrige und vergleichbare Nickelgehalte für alle drei Minerale

— einen Chromgehalt des Gupeiits, der genau im Bereich der Chromgehalte der beiden Suessite liegt.

 

                           Chiemgau

North Haig

NWA 1241

wt.-%                            gupeiite

 

 

suessite

suessite

Si

14.83

14.40

11.78

14.85

12.93

13.68

14.6 – 16.4

13

Fe

83.61

83.32

87.59

83.28

86.06

86.00

83.0 – 88.8

Ni

0.53

0.53

0.40

1.02

0.48

0.45

0.50 – 2.40

1 – 4

Cr

0.57

0.59

0.45

0.45

0.46

0.37

0.02 – 0.25

1.1

Total

99.54

98.84

100.22

99.60

99.93

100.50

     

 

Tab. 1. Zusammensetzung einer Gupeiit-Probe aus dem Chiemgau-Streufeld, mit einer Elektronen-Mikrosonde an verschiedenen Punkten gemessen – Institut für Mineralogie der Universität Würzburg, im Vergleich mit Zusammensetzungen zweier Suessite aus Ureilit-Meteoriten (North Haig und NWA 1241). Analyse des North Haig-Ureiliten in K. Keil, J.L. Berkley & L.H. Fuchs, 1982, American Mineralogist, 67, p. 126-131; Klassifizierung und Mineralogie des NWA 1241 durch F. Wlotzka and M. Kurz, in: S.S. Russell, J. Zipfel, J.N. Grossman and M.M. Grady (2002) The Meteoritical Bulletin, No. 86, 2002 July. – Meteoritics Planet. Sci., 37, (Supplement), A157-A184, 2002).

 

Eine Kurzbeschreibung zu Ureiliten findet sich unter http://de.wikipedia.org/wiki/Achondrit


1. Literaturzitat

1. Die folgende wichtige Publikation zum Chiemgau-Impakt Schryvers, D. and Raeymakers, B. (2005): EM characterisation of a potential meteorite sample, proceeding of EMC 2004, Vol. II, p. 859-860 (ed. D. Schryvers, J.P. Timmermans, G. Van Tendeloo). ist unserer Aufmerksamkeit entgangen. Abstract-Artikelund Poster (2 MB) können angeklickt werden!