1. JGD
  2. Всі випуски
  3. 2(37)2024
  4. Два ударні кратери в Еммертінгу, Німеччина: польові доcлідження та геофізика

Два ударні кратери в Еммертінгу, Німеччина: польові доcлідження та геофізика

JGD.
2024;
Випуск 2(37)2024, Номер 2(37)
: 27-44
https://doi.org/10.23939/jgd2024.02.027
Надіслано: Лютий 02, 2024
Автори:
  1. Павел Календа
  2. Ленка Тінова
  3. Рудольф Тенглер
  4. Вацлав Прохазка
  5. Їржі Мізера
  6. Петр Мартінец
  7. Гюнтер Клетечка
  8. Томаш Тройек
1
Інститут гірничої та структурної механіки АН Чеської Республіки
2
Чеський технічний університет
3
Mělník, Чеська Республіка
4
Чеський технічний університет
5
Інститут ядерної фізики, Чеська академія наук
6
Інститут геоніки, Чеська академія наук
7
Інститут гідрогеології, інженерної геології та прикладної геофізики, Факультет природничих наук, Карлів університет; Геофізичний інститут, Університет Аляски – Фербенкс
8
Чеський технічний університет

Представлені нові дослідження двох кратерів в Еммертінгу (№ 4 і № 5), Німеччина. Ця стаття буде першою частиною з двох статей, які стосуються ймовірних ударних кратерів у Еммертінгу. Друга стаття буде стосуватися аналізу мінералогії/петрології, впливу температури та тиску. Метеоритний матеріал з домінуванням енстатиту, знайдений у кратері № 4 [Procházka et al., 2022; Procházka, 2023], є предметом окремого детального дослідження. В обох кратерах є значні високотемпературні ефекти та екстремальна деформація. Ця деформація пояснюється впливом хвилі тиску та подальшої декомпресії в місці удару, де переважають великі, але рихлі гальки. Задокументовано взаємні зіткнення гальок та “вторинні снаряди” (викиди з кратера). Хоча більша частина гальки в кратері № 4 зазнала термічного впливу, дрібнозерниста фракція заповнення бідна таким матеріалом. З цього випливає, що дрібні частинки випаровувалися та/або видувались під час утворення кратера, або переносилися пізніше (наприклад, ґрунтовими водами). Гамма-спектрометрія показала, що стінки кратера № 4 значно збагачені основними природними радіонуклідами Th, K і частково U, тоді як внутрішній простір кратера збіднений цими елементами, які зосереджені в основному в дрібнозернистих фракціях. Це свідчить про вибіркове видалення та випаровування дрібнозернистого матеріалу під час утворення кратера. Георадарні вимірювання в обох кратерах показують, що краї кратера (стінки) були частково витиснені знизу, а частково засипані зверху матеріалом, що надійшов із внутрішньої частини кратера. Георадар виявив компактне тіло під дном кратера, що підтверджується результатами вимірювань питомого опору. Комплекс геофізичних, геохімічних, мікроскопічних і мінералогічних вимірювань довів, що кратери в Еммертінгу мають ударне походження. Екстремально високі температури (HT) всередині кратера та малий діаметр обох кратерів вказують на можливе існування дуже маленьких метеороїдів, які здатні проникати в атмосферу Землі з високою швидкістю удару (понад 30 км/с). Цей факт повинен кинути виклик наявним моделям проникнення боліда через атмосферу.

голоценові кратери
терасні відкладення
морени
георадар
радіометричні методи
автоматизована система вимірювання питомого опору (ARES
утворення кратерів
ударні кратери
  1. Acevedo, R. D., J. Rabassa, J. F. Ponce, O. Martínez, M. J. Orgeira, C. Prezzi, H. Corbella, M. González-Guillot, M. Rocca, I. Subías, & C. Vásquez (2012). The Bajada del Diablo astrobleme-strewn field, central Patagonia, Argentina: Extending the exploration to surrounding areas. Geomorphology, 169-170, 151-164. https://doi.org/10.1016/ j.geomorph.2012.04.020.
  2. Anfinogenov, J., Budaeva, L., Kuznetsov, D., & Anfinogenova, Y. (2014). John’s Stone: A possible fragment of the 1908 Tunguska meteorite. Icarus, 243, 139-147. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.09.006.
  3. Anonymous (1996). Geologische Karte von Bayern 1:500.000, 4. Auflage. Bayerisches Geologisches Landesamt, München (in German).
  4. Berger, N. (2014). Analyse eines möglichen Meteoritenimpakts im Bereich der Prims (Nalbach, Saarland). Master thesis, Univ. Trier, 107 pp. (in German).
  5. Berger, N., Müller, W., & Ernstson, K. (2015). Strong shock metamorphism and a crater: evidence of a holocene meteorite impact event near Nalbach (Saarland, Germany). In 46th Annual Lunar and Planetary Science Conference (No. 1832, p. 1255).
  6. Borovička, J., & Kalenda, P. (2003). The Morávka me¬teorite fall. 4. Meteoroid dynamics and fragmentation in the atmosphere. Meteorit. & Planet. Sci. 38(7), 1023-1043. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2003.tb00296.x.
  7. Bunch, T. E., M. A. LeCompte, A. V. Adedeji, J. H. Wittke, T. D. Burleigh, R. E. Hermes, C. Mooney, D. Batchelor, W. S. Wolbach, J. Kathan, G. Kletetschka, M. C. L. Patterson, E. C. Swindel, T. Witwer, G. A. Howard, S. Mitra, C. R. Moore, K. Langworthy, J. P. Kennett, A. West, & P. J. Silvia (2021). A Tunguska sized airburst destroyed Tall el Hammam a Middle Bronze Age city in the Jordan Valley near the Dead Sea. Scientific reports, 11(1), 1-64., https://doi.org/10.1038/s41598-021-97778-3.
  8. Doppler, G., & Geiss, E. (2005). Der Tüttensee im Chiemgau–Toteiskessel statt Impaktkrater. Baye­risches Landesamt für Umwelt, online aufrufbar: https://www.lfu.bayern.de/geologie/meteorite/ bayern/doc/tuettensee.pdf (letzter Zugriff: 10. (in German).
  9. Earth Impact Database (accessed on August 21st, 2022). University of New Brunsvick, Canada.
  10. Ernstson, K. (2016). Evidence of a meteorite impact-induced tsunami in Lake Chiemsee (Southeast Germany) strengthened. In 47th Annual Lunar and Planetary Science Conference (No. 1903, p. 1263).
  11. Ernstson, K. (2017). The Digital Terrain Model (DTM) and the evaluation of known and the search for new craters in the Chiemgau meteorite impact strewn field. Chiemgau Impact Research Team. URL: https://www.chiemgau-impakt.de/wp-content/uploads/2017/01/DGM-1-final-1.pdf.
  12. 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. J. Sib. Federal Univ., Eng. Technol., 1, 72-103. https://cyberleninka.ru/ article/n/the-chiemgau-crater-strewn-field-evidence-of-a-holocene-large-impact-event-in-southeast-bavaria-germany.
  13. Fehr K.T., Pohl J., Mayer W., Hochleitner R., Faßbinder J., Geiß E., & Kerscher Y. (2005). A meteorite impact crater field in eastern Bavaria? A preliminary report. Meteor. Planet. Sci. 40, 187-194. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2005. tb00374.x
  14. Huber, R., Darga, R., & Lauterbach, H. (2020). Der späteiszeitliche Tüttensee-Komplex als Ergebnis der Abschmelzgeschichte am Ostrand des Chiemsee-Gletschers und sein Bezug zum. „Chiemgau Impakt“ (Landkreis Traunstein, Oberbayern). Quaternary Sci. J. 69, 93-120 (in German). https://doi.org/10.5194/egqsj-69-93-2020.
  15. Jull, A. J. T. (2001). Terrestrial ages of meteorites. In: Peucker-Ehrenbrink B., Schmitz B. (Eds.). Accretion of extraterrestrial matter throughout Earth’s history. Springer US, Boston, pp. 241-266. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4419-8694-8_14.
  16. Kiefer, S. W. (1971). Shock metamorphism of the Coconino Sandstone at Meteor Crater, Arizona. J. Geophys. Res. 76, 5449-5473. https://doi.org/ 10.1029/JB076i023p05449.
  17. Kletetschka, G., Prochazka, V., Fantucci, R. & Trojek, T. (2017). Survival Response of Larix Sibirica to the Tunguska Explosion. Tree-Ring Res. 73, 75-90, https://doi.org/10.3959/1536-1098-73.2.75.
  18. Kletetschka, G., Vyhnanek, J., Kawasumiova, D., Nabelek, L. & Petrucha, V. (2015). Localization of the Chelyabinsk Meteorite from Magnetic Field Survey and GPS Data. Ieee Sensors Journal 15, 4875-4881, https://doi.org/10.1109/jsen.2015.2435252.
  19. Moore, A. M., Kennett, J. P., Napier, W. M., Bunch, T. E., Weaver, J. C., LeCompte, M., ... & West, A. (2020). Evidence of cosmic impact at Abu Hureyra, Syria at the Younger Dryas onset (~12.8 ka): High-temperature melting at >2200°C. Scientific Reports 10, 4815, 22 pp. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60867-w.
  20. Neumair, A., & Ernstson K. (2011). Geomagnetic and morphological signature of small crateriform structures in the Alpine Foreland, Southeast Germany. AGU Fall Meeting, # GP11A-1023. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2011AGUFMGP11A1023N/abstract
  21. Neumair, A., Waitzinger, M., & Finger, F. (2016). Inte¬resting glass coatings on cobbles and rock fragments from the Alpine foreland, SE-Bavaria, Germany, and their possible origin. GeoTirol 2016, A233. https://uni-salzburg.elsevierpure.com/en/ publications/interesting-glass-coatings-on-cobbles-and-rock-fragments-from-the.
  22. Osinski, G. R., R. A. F. Grieve, L. Ferrière, A. Losiak, A. E. Pickersgill, A. J. Cavosie, S. M. Hibbard, P. J. A. Hill, J. J. Bermudez, C. L. Marion, J. D. Newman, & S. L. Simpson. (2022).  Impact Earth: A review of the terrestrial impact record. Earth-Sci. Rev. 232, 104112, 48 pp, https://doi.org/10.1016/ j.earscirev.2022. 104112).
  23. Plado, J., Losiak, A., Jõeleht, A., Ormö, J., Alexanderson, H., Alwmark, C., Wild, E.M., Steier, P., Awdankiewicz, M., & Belcher, C. (2022). Discriminating between impact or nonimpact origin of small meteorite crater candidates: No evidence for an impact origin for the Tor crater, Sweden. Meteor. Planet. Sci., 16 pp., https://doi.org/ 10.1111/maps.13914.
  24. Poßekel J., & Ernstson K. (2019). Anatomy of young meteorite craters in a soft target (Chiemgau impact strewn field, SE Germany) from ground penetrating radar (GPR) measurements. 50th LPSC, A1204. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019LPI....50.1204P/abstract.
  25. Procházka, V., & Kletetschka, G. (2016). Evidence for superaparamagnetic nanoparticles in limestones from Chiemgau crater field, SE Germany. 47th LPSC, A2763. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/ 2016LPI....47.2763P/abstract.
  26. Procházka, V. (2023). Melt behavior in two impact craters at Emmerting, Germany: Deformation, expansion, injections, and the role of underpressure and mutual collisions of pebbles. 54th LPSC, A2102.
  27. Procházka V., Kalenda P., Trojek T., Faltus M. (2021): Geologicky mladé “zamrzlé” tavení hornin na několika lokalitách v Bavorsku: neobvyklý typ impaktu a výbuchy ve vzduchu? (Geologically young "frozen" melting of rocks at several sites in Bavaria: an unusual type of impact and explosions in the air?). Proc. 26th Quaternary Seminary Meeting, Brno, Czech Republic.
  28. Procházka V., Martinec P., Štorc R., Kalenda P., Trojek T., Thinová L., Tengler R., Mizera J., (2022). Holocenní impaktní kráter u Emmertingu (Bavorsko): mineralogie výplně včetně meteoritu a možné vysvětlení kompaktního tělesa pode dnem kráteru (Holocene impact crater at Emmerting (Bavaria): mineralogy of the filling including meteorite and a possible explanation of the compact body below the crater bottom). Proc. 27th Quaternary Seminary Meeting, Brno. Rappenglück M.A., Ernstson K., Mayer W., Beer R., Benske G., Siegl C., Sporn R., Bliemetsrieder T., & Schüssler U. (2004). The Chiemgau impact event in the Celtic Period: evidence of a crater strewnfield and a cometary impactor containing presolar matter. Chiemgau Impact Research Team. URL: https://www.chiemgau-impakt.de/pdfs/ Chiemgau_ impact.pdf.
  29. Rappenglück B., Rappenglück M.A., Ernstson K., Mayer W., Neumair A., Sudhaus D., & Liritzis I. (2010): The fall of Phaethon: a Greco-Roman geomyth preserves the memory of a meteorite impact in Bavaria (south-east Germany). Antiquity 84, 428-439. https://doi.org/10.1017/S0003598X 00066680.
  30. Rösch M., Friedmann A., Rieckhoff S., Stojakowits P., & Sudhaus D. (2021). A Late Würmian and Holocene pollen profile from Tüttensee, Upper Bavaria, as evidence of 15 Millennia of landscape history in the Chiemsee glacier region. Acta Palaeobotanica, 61/2, 136-147. https://doi.org/ 10.35535/acpa-2021-0008
  31. Rösler W., Patzelt A., Hoffmann V., & Raeymaekers B. (2006). Characterization of a small crater-like structure in S.E. Bavaria, Germany. Proc. First International Conference on Impact Cratering in the Solar System, Noordwijk, pp. 67-71. European Space Agency.
  32. Schüssler U. (2005). Chiemgau-Impakt: Petrographie und Geochemie von Geröllen mit Deformationsmerkmalen und starker thermischer Bean­spruchung aus dem nördlichen Bereich des Impakt-Areals. Chiemgau Impact Research Team. (research report, 28 pp.), URL: urn:nbn:de:101:1-201005228993.
  33. Tancredi, G., Ishitsuka, J., Schultz, P. H., Harris, R. S., Brown, P., Revelle, D.O., Antier, K., Pichon, A. L., Rosales, D., Vidal, E., Varela, M. E., Sánchez, L., Benavente, S., Bojorquez, J., Cabezas, D. and Dalmau, A. (2009). A meteorite crater on Earth formed on September 15, 2007: The Carancas hypervelocity impact. Meteor. Planet. Sci., 44: 1967-1984. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100. 2009.tb02006.x.
  34. Tengler R. 2013. RTG-Tengler www pages. http:// georadar.rtg-tengler.cz/geologicky-zlom-u-sobotky.
  35. Van Husen D. (1987). Die Ostalpen in den Eiszeiten. Veröffentlichung der Geologischen Bundesanstalt, 2, 24 pp. (in German).