Der Einschlag Impakt. Wichtige Informationen zu Meteoritenkratern kann man durch Laborexperimente mit Kugeln und Sandschichten bekommen.

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Sophia Keller
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1 Rieskratermuseum Nördlingen MPZ Museums- Pädagogisches Zentrum München Geografie, Gymnasium Jgst. 11 Der Einschlag Impakt Begeben Sie sich in Raum C im Dachgeschoss. Wichtige Informationen zu Meteoritenkratern kann man durch Laborexperimente mit Kugeln und Sandschichten bekommen. 1. Betrachten Sie das Video (5 Min.) Künstliche Meteoritenkrater im Labor (Start durch Knopfdruck) bei 11 und lesen Sie dann die dazugehörigen Texte bei a) Welche Parallelen lassen sich zwischen einem künstlichen und einem natürlichen Meteoriteneinschlag ziehen? Lesen Sie dazu auch bei 13.1 bis b) Was ist die entscheidende Voraussetzung, um einem natürlichen Einschlagskrater beim Experiment recht nahe zu kommen? c) Wo hinkt der Vergleich des Experiments mit einem realen Einschlag?

2 2. Ergänzen Sie die Definition des Begriffes Stoßwelle auf dem Lexikonblatt. Informationen dazu finden Sie bei Betrachten Sie die Bilder bei 13.1 bis Der Vorgang der Kraterbildung ist hier anhand des Barringer-Kraters in Arizona erklärt. Übertragen Sie die Entstehung des Barringer-Kraters auf die Phasen der Rieskraterbildung. Ordnen Sie den Abbildungen auf dem Blatt passende Stadien zu und beschreiben Sie sie jeweils kurz mit eigenen Worten. Hinweis: Die Abbildungen bei 13.3 und 13.4 sollen zu einem Stadium zusammengefasst werden. Als mögliche Phasen stehen zur Auswahl: Exkavationsstadium Abschluss der Kraterbildung Kontaktstadium Kompressionsstadium. Hilfen finden Sie in Raum D bei 20. Beachten Sie, dass der Riesmeteorit kein Eisenmeteorit, sondern ein Steinmeteorit war. Phasen der Rieskraterbildung Beschreibung

3 Bildquelle: Schieber M. und Pösges, G.: Das Rieskrater-Museum Nördlingen, Museumsführer, München 2000 Somit ergibt sich ein ungefähre Gesamtdauer des Vorgangs von... Minuten.

4 4. Betrachten Sie das Klötzchenmodell zur Stoßwelle bei und lesen Sie bei a) Beobachten Sie beim Zusammenschieben die relative Lage Ihrer schiebenden Hand zu der Stelle, an der sich gerade die Lücke zwischen den Klötzchen schließt. Beschreiben Sie mit eigenen Worten, was mit diesem Modell veranschaulicht werden soll. Jedes Modell hat seine Grenzen. b) Was kann mit diesem Modell nicht dargestellt werden? 5. Bei 14.1 und 14.2 wird die Impaktmetamorphose der Gesteine beschrieben. a) Fassen Sie stichpunktartig zusammen. b) Geben Sie nun mit eigenen Worten eine Definition auf dem Lexikonblatt für Impaktmetamorphose.

5 Rieskratermuseum Nördlingen MPZ Museums- Pädagogisches Zentrum München Geografie, Gymnasium Jgst. 11 Lösung Der Einschlag Impakt 1.a) " Es kommt zur Materialverdichtung aufgrund der entstehenden Stoßwelle. " Es entsteht ein Krater mit einem wesentlich größeren Durchmesser als das Projektil. " Der Krater besitzt einen aufgewölbten Rand. " Die bisherige Gesteinsschichtung wird umgekehrt ( auf den Kopf gestellt ). " Je nach Gesteinstiefe wird Material unterschiedlich weit ausgeworfen. " Ein geringer Teil des getroffenen Gesteins wird aufgeschmolzen und schlackenartig verbacken ( Suevit, Breccie). " Nachweis von sehr hoher Temperatur und sehr hohem Druck im Kraterzentrum. b) Man benötigt eine sehr hohe Geschwindigkeit des Projektils: z.b. bei einem 1 g schweren Projektil km/h. c) Im Versuch wird Sand als Material verwendet; es gibt somit keine festen Gesteinsschichten. 2. Stoßwelle: Kompressionsfront durch den Aufschlag des Projektils, die sich mit sehr hoher Geschwindigkeit (16 23 km/s) im Gestein nach unten bewegt. Sie führt zur starken Erhitzung des Gesteins und hat Verdampfung und Verflüssigung zur Folge. 3. Kontaktstadium: Aufschlag und Eindringen des Projektils in den Untergrund. Der Auswurf beginnt: Jetphase (Auswurf mit 20 km/s). Meteorit (= Projektil) und Gestein werden extrem komprimiert. Eine Stoßwelle breitet sich im Gestein mit hoher Geschwindigkeit ( km/s) aus.

6 Kompressionsstadium: Abbremsen des Projektils und Beginn der Gasexplosion Der Auswurf des geschmolzenen oder zertrümmerten Gesteins ist in vollem Gange. Der Auswurfkegel erweitert sich mit dem wachsenden Krater anfangs extrem schnell. Meteorit und Gesteine werden extrem komprimiert. Durch die Abbremsung des Meteoriten erfolgt eine starke Erhitzung. Entstehender Gesteinsdampf expandiert explosionsartig. Exkavationsstadium: Ballistischer Gesteinsauswurf und Kraterwachstum Ausgeworfenes Gestein bewegt sich auf Flugbahnen und beginnt sich am Kraterrand abzulagern. Im Zentralbereich des Kraters schießt pilzartig eine heiße Glutwolke aus verdampftem Gestein, Schmelze und Gesteinstrümmern senkrecht in eine Höhe von über 10 km. Das Zurückfallen der Auswurfmassen beginnt. Abschluss der Kraterbildung: Ende der Massenbewegung An den steilen Kraterwänden sind bergsturzartige Rutschungen von Gesteinsmassen im Gange. Sie bewirken eine Verflachung der schüsselförmigen Hohlform und eine Vergrößerung des Kraterdurchmessers. Somit ergibt sich eine ungefähre Gesamtdauer des Vorgangs von 5 Minuten. 4.a) Die Stoßwellenfront hat eine höhere Geschwindigkeit als das nachströmende Gestein. Die Geschwindigkeit der Hand entspricht der Nachströmgeschwindigkeit des Gesteins. Geschwindigkeit der Stelle, an der sich die Lücken schließen = Stoßwellengeschwindigkeit. Das Ausgangsgestein wird auf einen Bruchteil des Ausgangsvolumens zusammengeschoben. b) Starke Erhitzung des Gesteins beim Zusammenpressen 5.a) Eine Druckwelle (Stoßwelle) breitet sich halbkugelschalenartig in den Gesteinsuntergrund aus. Druck und Temperatur nehmen vom Zentrum des Einschlags rasch nach außen hin ab (im Zentrum sind es 4 8 Millionen atm und einige C). Kurz vor dem Auswurf lässt sich das Gestein in folgende Zonen unterteilen: Zone 5: Verdampfung Zone 4: Aufschmelzen Zone 3: Teilaufschmelzen Zone 2: Mineralumwandlung Zone 1: Mechanische Deformation Zone 0: Zerbrechen b) Impaktmetamorphose: Veränderung von Gesteinen durch den Einschlag eines Himmelskörpers mittels sehr hohen Drucks ( bis atm)

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