III/20: Shatter cones aus dem Norit des Sudbury-Impakt-Kraters, Kanada

Norit mit shatter cones, Sudbury, Kanada (22 x 28 x 6 cm) Quelle: BGR

Shatter cones sind die einzigen makroskopischen (mit bloßem Auge erkennbaren) Spuren eines Meteoriteneinschlages. Branca and Fraas haben sie 1905 als erste für das Steinheimer Becken als “Strahlenkegel“ benannt. Sie besitzen eine konische Striation (Striemung), die oft auf einer halbrunden Oberfläche zu sehen ist. Die Striationen beginnen an einem sognannten Apex-Punkt. Sie können sich gegenseitig überlagern, aber nie schneiden. Äußerst selten sind komplett runde, d.h. kegelförmige Strukturen. Shatter cones werden oft von Brüchen und Klüften im Gestein limitiert (beginnen oder enden dort). Die genaue Entstehung ist nicht vollständig geklärt.

Akzeptiert ist, dass sie beim Durchlauf der Stoßwelle an einer Schwachstelle (z.B. Muschelschale, Inhomogenität) im Gestein entstehen. Die Stoßwelle wird durch den Einschlag eines Meteoriten erzeugt und breitet sich halbkreisförmig im Untergrund aus (Baratoux and Melosh 2003). Shatter cones repräsentieren hohe Drücke von 2 bis circa 30 Gigapascal (French 1998). Ihre Größe variiert von wenigen Millimetern (erzeugt in Experimenten, Kenkmann et al. 2012) bis zu mehr als 12 Metern (Dietz 1968). Sie können in fast allen Gesteinsarten ausgeprägt sein. Besonders feste und feinkörnige Gesteine zeigen feinste Strukturen der shatter cones.

Der Sudbury-Krater befindet sich in der Provinz Ontario, Kanada. Er ist mit einem Alter von 1,85 Milliarden Jahren und einem Durchmesser von circa 150 Kilometern einer der ältesten und größten weltweit (Grieve et al. 2008). Der Krater wurde später durch Gebirgsbildungen verformt und überprägt. Heutzutage zeigt er eine ellipsoide Struktur. Das Berliner Sammlungsstück aus Norit kam 1994 als Geschenk des Museums Science North in Sudbury an die BGR. Es stammt aus einem Gesteinsgürtel, der unter anderem den äußeren Bereich des Kraters ausmacht. Dieser ist weniger stark geschockt als zentralere Bereiche des Kraters.

Referenzen:

Baratoux D. and Melosh H. J. 2003. The formation of shatter cones by shock wave interference during impacting. Earth and Planetary Science Letters 216:43-54, doi: 10.1016/S0012-821X (03)00474-6.

Branca W. and Fraas E. 1905. Das kryptovulkanische Becken von Steinheim. Königlich-Preußische Akademie der Wissenschaften. Verlag G. Reimer, Berlin. 64 p.

Dietz R. S. 1968. Shatter cones in cryptoexplosion structures. In Shock Metamorphism of Natural Materials. Edited by French, B. M., Short, N. M. Mono Book Corp, Baltimore, MD, pp. 267-285.

French B. M. 1998. Traces of Catastrophe: A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. LPI Contribution 954, Lunar and Planetary Institute, Houston. 120 p.

Grieve R. A. F., Reimold W. U., Morgan J., Riller U., and Pilkington M. 2008. Observations and interpretations at Vredefort, Sudbury, and Chicxulub: Towards an empirical model of terrestrial impact basin formation. Meteoritics & Planetary Science 43:855–882.

Kenkmann T., Poelchau M. H., Trullenque G., Hoerth T., Schäfer F., Thoma K., and Deutsch A. 2012. Shatter cones formed in a MEMIN impact cratering experiment (abstract #5092). 75th Annual Meeting of the Meteoritical Society, Cairns, Australia.

Übrigens: Die BGR unterhält Sammlungen in Berlin und Hannover, hier in Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG). Sie gehören zu den großen geowissenschaftlichen Sammlungen in Deutschland.

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