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Entstehungstheorien
Erst mit Beginn der 70-er Jahre des 20. Jahrhunderts setzte der Boom wissenschaftlicher
Forschungsreisen zum entlegenen Fundgebiet des Wüstenglases ein
(Barnes und Underwood, [13]). Man erkannte bald dessen Einzigartikeit, was Anlass
zu zahlreichen sich widersprechenden Vermutungen über Entstehung und Herkunft
dieses Minerals gab. Jede der Theorien basiert auf objektiven Fakten, keiner gelingt
es jedoch, sie alle widerspruchsfrei nebeneinander in eine allumfassende Theorie
zu vereinen. (Olsen und Underwood, [14]).
Allein die Frage der Einordnung des LDSG in die mineralogische Systematik zeigt die ganze
Problematik auf: Handelt es sich hierbei um einen Tektik, einen Impaktit oder ein Silica-Gel?
Diemer [15] befasst sich in seinem Beitrag zum Meeting on Libyan Desert Glass
an der Universität Bologna im Juli 1996 sehr ausführlich mit den wichtigsten
der heute zur Herkunft und Entstehung des LDSG vertretenen Theorien.
Vereinfacht stellt sich die Fragestellung bezüglich der Entstehung des LDSG wie folgt:
- ist es terrestrischen oder extraterristrischen (lunaren) Ursprungs?
- falls terrestrisch:
ist es durch den Impakt eines extraterrestrischen
Körpers aus terrestrischem Material (Nubischer Sandstein) entstanden
oder durch Ablagerungsvorgänge bei niedrigen Temperaturen in Bodenspalten in
stark silikathaltigen Lagunen ('Sedimenttheorie')? Oder haben sich Ablagerungsvorgänge ähnlicher
Art bei hohen Temperaturen abgespielt ('Hydrothermaltheorie')?
Die alte Theorie, der Entstehung des Wüstenglases könnte Erdvulkanismus zugrunde
liegen, wird hier nicht weiter betrachtet. Sie gilt heute als wissenschaftlich
überholt, da alleine der hohe Gehalt an Kieselsäure und die
sehr geringen Mengen an Magnesium und Kalium in LDSG einen vulkanischen Ursprung
ausschliessen. Auch gibt es keinerlei Anzeichen für Vulkanismus im Fundgebiet.
Sedimenttheorie
Der Ausgangspunkt dieser Theorie ist eine Entdeckung des Kölner Geologen Ulrich Jux [4],
derzufolge er in braunstreifigem, dunklen LDSG organische Kohlenwasserstoffe und
Einschlüsse von Diatomeenresten, Zysten, Sporen und Pollen gefunden habe. Die
Existenz solcher Funde wird aber durchweg bezweifelt, obwohl die Ergebnisse
von Jux noch keiner strengen Prüfung unterzogen wurden. Zudem bestätigen
Ergebnisse anderer Untersuchungen an sieben Dünnschliffen (Roccia et al., [16])
die Funde von Jux nicht. Ergänzend zu den Funden von Jux wurde auch über
bakterienähnliche Einschlüsse in LDSG berichtet (Adolphe et al., [17]).
Kurzgefasst wird der Bildungsprozeß von LDSG von Jux wie folgt beschrieben:
In einem abflusslosen, von Sträuchern und Kräutern umrandeten Süsswasserbecken
wurden im Neogen Schotter, Tone und Sand abgelagert. Im warm-ariden Klima
trocknete der See wiederholt aus. Dabei wurden die abgelagerten Tone von
Schrumpfklüften zerissen. Ausgehend von darin eingelagerten biogenen Skelettopalen
(z.B. Diatomeen) bildeten sich in späteren Feuchtphasen SiO2-Kristallkeime, an die sich das im
Seewasser gelöste SiO2 anlagerte und sich zu SiO2-Gelen verdichtete.
Klimaänderungen führten schliesslich durch Wasserabgabe der Gele
zur Bildung des LDSG.
Diese Entstehungstheorie ist sehr hypothetisch und reichlich vage.
Der relativ hohe SiO2- und Wasseranteil im LDSG verbiete, so Jux, die Annahme, bei LDSG
handele es sich um ein Impaktik-Schmelzglas. Dagegen spräche auch das Vorkommen der
organischen Einschlüsse.
Eines der ungeklärten Probleme im Zusammenhang mit dieser Theorie ist das
angebliche Entstehungsalter des LDSG. Jux spricht vom Neogen (Jungtertiär,
24-1.6 Mio Jahre). Alle modernen Altersanalysen geben als Entstehungszeitraum
jedoch >28.5 Mio Jahre (mittleres Oligozän, Paläogen) an! Ein anderes liegt
begründet in der enormen Ausdehnung des Fundgebietes (>3.500 qkm). Ein weiteres darin,
dass LDSG entsprechende Mineralien nirgendwo sonst gefunden wurden
(ausgenommen Urengoiten im Südural). Gegen die Sedimementtheorie spricht
auch das Schmelzverhalten des LDSG (Frischat, G.H. et al., [18]),
das dem von Jux vertreten Entstehungsprozess widerspricht. Darüberhinaus weisen
weitere Befunde aus mineralogischen Untersuchungen zwingend auf die Unmöglichkeit der
Entstehung des LDSG bei niedrigen Temperaturen hin, wie z.B. das Fehlen von OH-Ionen, die
in biogenem Silica vorkommen (Roccia et al., [16]).
Hydrothermaltheorie
Ausgehend von der Sedimenttheorie von Jux, derzufolge LDSG in einem Sol-Gel-Prozess bei
niedrigen Temperaturen entstanden sein soll, entwickelt Feller [19] seine
Hydrothermaltheorie. Er stimmt mit Jux darin überein, dass es sich bei LDSG um
ein Silica Gel handele und nicht um ein geschmolzenes Glas (Tektit, Impaktit).
Nichtsdestotrotz sei die Entstehung von LDSG primär auf thermische Einflüsse
zurückzuführen.
Feller geht davon aus, dass bei einem heftigen Erdbeben Verwerfungen im Fundgebiet
entstanden seien, die bis zu 4000 m unter die Erdoberfläche hinabreichten. Durch
Spalten und Klüfte drang saures Magma an die Erdoberfläche. Im Abkühl-
und Erstarrungsprozess des Magma wurden grosse Mengen an Wasser ausgeschieden, das sich
mit dem Silica der Magmamassen anreicherte. So konnte sich, bei hoher SiO2-Konzentration, eine
gelatinartige Masse (Gel) entwickeln oder - bei niedrigeren Konzentrationen an SiO2 -
dieses ausflocken und sich absetzen. In einer Lagune könnte dann, innerhalb eines
längeren Zeitraums, das Gel durch Wasserausscheidung und Kontraktion zum LDSG reifen.
Für diese Theorie spräche der hohe Anteil verschiedenster Mineralsalze im LDSG,
wie er auch in vulkanischem Wasser vorkommt.
Fellers Entstehungstheorie des LDSGs wurde inzwischen einer kritischen Diskussion unterzogen (Brügge, [46]).
Brügge kommt demnach zu dem Schluss, dass ein 'orthomagmatisch-hydrovulkanisches, SiO2-angereichertes Gel'
Ausgangsmaterial für die Bildung des LDSGs gewesen sein könnte und stellt fest, daß es keinerlei verlässliche Anzeichen
für ein Impaktereignis in der LDSG-Region gibt. Es sei auch nicht erklärlich, wie eine auf 1400 Tonnen
geschätzte Masse an LDSG durch einen Impakt oder Air-Burst hätte gebildet werden können.
Auch können organische und sedimentäre Einschlüsse im LDSG durch ein Impaktgeschehen nicht erklärt werden.
Sedimenttheorie und Hydrothermaltheorie schliessen extraterrestrische Ursachen
für die Entstehung des LDSG aus. Der überwiegende Teil der einschlägigen
Literatur widmet sich jedoch Entstehungsursachen durch extraterrestrische Körper:
"Es gibt reichlich Beweise für die Entstehung des LDSG durch einen Impakt, aber so
gut wie keine für einen Entstehungsprozess bei niedrigen Temperaturen", meint
(Koeberl, [20]).
Folgende Theorien basieren auf der Annahme eines Impakts:
(siehe auch Wright, [21]):
- Theorie der lunaren Herkunft des LDSG
- 'Hard impact' - Theorie
- 'Soft impact' - Theorie
Theorie der lunaren Herkunft des LDSG
Gute Darstellungen der Ideen, die zu dieser Theorie führen, sind in [22] und [23]
zu finden. Als Ursprung des LDSG wird eine Schicht miteinander verschmolzener vulkanischer
Glaspartikel auf der Mondoberfläche angenommen, die beim Aufprall eines Meteoriten
oder beim Ausbruch eines Mondvulkans zerbrach und deren Teile dabei Fluchtgeschwindigkeit
erreichten, wobei sie aus dem Anziehungsbereich des Mondes geschleudert wurden.
Eine zeitlang bewegten sich diese Boliden als Mini-Asteroiden auf einer erdnahen
Umlaufbahn, bis sie schliesslich in die Erdatmosphäre eintraten, einige Kilometer
über der Erdoberfläche zerbarsten, in zahlreichen Fragmenten im Fundgebiet
auftrafen und das LDSG formten.
Mit dieser Theorie stehen auch neuere mineralogische Untersuchungen in Einklang
(Patuelli, [24]). Es wurde gelegentlich sogar behauptet, alle Tektite
seien lunaren Ursprungs.
In diesem Zusammenhang soll auch ein Befund erwähnt werden, demzufolge in gewissen
lunaren Gläsern, die von Apollo-Missionen zur Erde gebracht wurden, fast die
gleichen Iridium-Konzentrationen wie bei LDSG festgestellt wurden.
Dass LDSG extraterrestrischen Ursprungs sein könnte, wird auch durch die Tatsache
gestützt, dass grosse, durchsichtige Stücke von Glas bisher noch in keinem
Impaktkrater gefunden wurden (Murali et al., [25]). Zudem sei der
physikalisch-chemische Prozess unbekannt, der zur Entstehung des hochreinen LDSG
innerhalb des extrem kurzen Zeitraums eines Impaktereignisses geführt haben muss.
Bislang wurden auch keine Stücke eines Gesteins (Brekzie) gefunden, das den Übergang der geschmolzenen
Glasmasse zur Kraterwand dokumentieren würde. All dies spricht für die lunare
Herkunft des LDSG.
Dennoch wird diese Theorie heute nicht intensiv weiter verfolgt, da Ergebnisse einer
Vielzahl geochemischer Untersuchungen zu ihr im Widerspruch stehen
(Taylor and Koeberl, [26]). Die Forschung konzentriert sich indessen auf
Impakt-Theorien.
'Hard impact'-Theorie
Im Gegensatz zu den Aussagen der Theorie der lunaren Herkunft des LDSG soll
gemäss Hard-Impact-Theorie das Wüstenglas als Schmelze von irdischem Gestein
oder Sand beim direkten Aufprall eines extraterrestrischen Körpers (Meteorit, Asteroid)
auf die Erdoberfläche unter extrem hohem Druck und bei sehr hohen Temperaturen
entstanden sein.
Bei einem solchen Einschlag wird nicht nur das lokale Gesteinsmaterial umgeformt,
wobei auch glasartige Mineralien entstehen können (Impaktite), durch
die auftretende Schockwelle können zudem geschmolzene Materialien vom
Einschlagsort in die Atmosphäre geschleudert werden und, zu Glas erstarrt,
erst in grosser Entfernung wieder auf der Erdoberfläche auftreffen (Tektite).
Die Frage, ob es sich beim LDSG um Impaktite oder Tektite handelt, wird in Fachkreisen
noch diskutiert.
Dafür, dass es sich bei LDSG um ein Tektit handeln müsse, gibt es wenige zwingende
Gründe. Einiges spricht direkt dagegen, z.B. der stark abweichende Wert der
Dielektrizitätskonstante von LDSG verglichen mit jener von Tektiten oder das Fehlen
aerodynamischer Flugspuren am Glaskörper. Dass es sich beim LDSG eher um Tektite als um Impaktite
handeln müsse, wird indirekt aus folgenden Beobachtungen geschlossen: Glas, das an
Impaktkratern gefunden wird, ist sehr oft feinst zertrümmert, geschwärzt, und zumeist
in verbackenem Trümmergestein (Brekzie) eingebettet. Die Einschlagstelle ist
in der Regel von kleinsten Meteoritenteilchen übersät. Dies alles trifft für
LDSG nicht zu. Meteoritenteilchen sind im Fundgebiet nicht feststellbar; das Glas ist homogen,
grossflächig klar und rein.
Wenn es sich bei LDSG um ein Impaktit handelte, müsste sich in der mineralogischen
Analyse ein direkter Zusammenhang in den kristallographischen Eigenschaften von LDSG
und seinen lokalen Ausgangsmaterialien nachweisen lassen. Für diesen Nachweis kann
allerdings nur Gesteinsamterial von in Frage kommenden Impaktkratern herangezogen werden.
Bei zahlreichen Untersuchungen an Gesteins- und Sandproben, die diese Forderung
freilich nicht erfüllen, wurde die Vermutung gestützt, bei den im Fundgebiet
vorkommenden Sanden bzw. dem dortigen Nubischen Sandstein könne es sich um
Ausgangsmaterial für die Entstehung des LDSG durch Schmelzung handeln.
Das Vorkommen von Lechaterit (einem bei hohen Temperaturen umgewandelten Quartz) und
Baddeleyit (einem Umwandlungsprodukt von Zirkon bei hohen Temperaturen) sowie das
Vorkommen von Schlieren und Fließspuren im LDSG bestätigen allgemein
die Impakttheorie der Entstehung des LDSG (Roccia, [16], Koeberl, [20]).
Als Beweis für den Impakt eines Meteoriten als Ursache für den
Entstehungsprozess des LDSG wird der hohe Anteil von Iridium in den dunklen Zonen des
LDSG angesehen.
Das entscheidende Problem in Verbindung mit der Hard-Impakt-Theorie ist nach wie vor
ungelöst: Wenn es sich beim LDSG um ein Impaktit handelt, der bei dem Aufprall eines
extraterrestrischen Körpers auf die Erdoberfläche entstand, so müsste
ein Einschlagskrater im Fundgebiet vorhanden, zumindest aber Einschlagspuren
(Astroblem) erkennbar sein. Dies umso eher, als sich das Fundgebiet auf mehrere tausend
Quadratkilometer hin erstreckt. Trotz intensiver Suche mit modernsten Methoden an Bord von
NASA- und ESA-Satelliten ist die Suche nach ursächlich in Frage kommenden Impaktkratern bislang
erfolglos geblieben!
Das Fehlen eines Impaktkraters im Fundgebiet versucht man nun
dadurch zu erklären, dass der Impakt eines extraterrestrischen Körpers zu
einer Zeit erfolgte, als es durch bis zu 400 m hohe Gesteinsschichten
überlagert war, die im Laufe der Jahrmillionen abgetragen wurden und letztlich
nur das harte Wüstenglas zurückblieb (Giegengack and Underwood, [27]),
das später durch Fliesswässer noch verschoben wurde.
Diese Hypothese erscheint unbefriedigend und bestärkt damit die Vermutung,
dass der Entstehung des LDSG gar kein harter, direkter Einschlag eines Himmelskörpers
zugrunde liegen könne, sondern vielmehr ein sog. 'Soft Impact'.
'Soft impact'-Theorie (Arial bursts)
Was unter einem 'Soft Impact', auch als 'Arial Burst' (Wasson, [27a]) bezeichnet, zu verstehen ist, wird bei Betrachtung der 'Tunguska-Explosion'
1908 in Sibirien klar. Damals raste ein enormer, fast Sonnenhelligkeit erreichender
Feuerball über die
Taiga, bis er sich unter lauten Explosionsgeräuschen in eine riesige Doppelflamme
verwandelte und in Bodennähe zerplatzte. Dabei entstanden noch in 850 km Entfernung
wahrnehmbare Erdbebeben und hurrikanartige, sehr heisse Windstösse. Ein Gebiet von 2000
Quadratkilometern wurde verheerend verwüstet, alle Bäume im Umkreis von 30 km
vom Ort des Impakts aus radial umgeworfen. Zu ihrer grossen Überraschung konnten
Suchexpeditionen in diese sehr abgelegene Gegend viele Jahre später weder
den erhofften Krater noch Meteoritenreste finden. Es gab sie nicht,
lediglich einige wenige mikroskopisch kleine Partikel, die man für seine
Überreste hielt (Köberl, [28]).
Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass damals ein Steinmeteorit mit einem Durchmesser von
etwa 30 Metern in 10 Kilometer Höhe in viele Stücke auseinandergebrochen
sein müsse, die in der Gluthitze der Explosionwolke von 6000 Grad verdampft
wären, bevor sie den Erdboden erreicht hätten (Svetsov, [28a],
V.V. Shuvalov und I.A.Trubetskaya, [28b]).
Hier sollen Gedanken nicht unerwähnt bleiben, die auf einer Beobachtung des
Einschlags der Fragmente des Kerns des Kometen Shoemaker-Levy-9 auf den Jupiter
beruhen. Trifft demnach ein Meteorit (30 Meter Durchmesser angenommen) auf die
Atmosphäre, wird dadurch eine heisse Impaktwolke (plume) in den Weltraum
hinaus geschleudert, so wie von einem ins Wasser geworfenen Stein Wasserspritzer ausgehen.
Die enorme kinetische Energie dieser Wolke heizt die Atmosphäre auf mehr als 2000°C auf.
Davon ausgehende intensive Infrarotstrahlung bringt
Felsen und Sand augenblicklich und weiträumig zum Schmelzen. Zerfällt der Meteorit beim Eintritt in
die Atmosphäre zudem in viele Fragmente, verstärkt sich dieser Effekt sogar
noch, wie am Planeten Jupiter im Juli 1994 beobachtet werden konnte
(Boslogh and Crawford, [29]).
Auf einem ganz ähnlichen Ereignis wie die 'Tunguska-Explosion' soll die Entstehung
des LDSG beruhen. Manche Forscher vermuten, dass das Glas durch die Hitze einer Druckwelle
eines sich in einem flachen Winkel zur Erdoberfläche durch die Atmosphäre
bewegenden Kometen oder Meteoriten entstanden sein könnte. Andere betrachten aber
einen auf Kollisionskurs mit der Erde befindlichen Steinmeteoriten als Ursache, der,
bedingt durch den enormen Druck und die extreme Temperatur der von ihm erzeugten
Schockwelle, vor seinem Einschlag auf dem Erdboden explosionsartig in viele Fragmente
zerbarst. Bei Ereignissen dieser Art muss die Erdoberfläche nicht zwingend
zerstört worden sein. Hitze und Druck würden genügen, lokalen Fels und
Sand zu schmelzen. Das dabei entstandene, geschmolzene Silica Glas könnte dann
langsam in niedriger gelegene Bereiche geflossen sein und sich verfestigt haben.
Durch Winderosion und Wassertransport könnte es die heutigen Formen angenommen haben.
Mit diesen Annahmen ist jedoch nicht zu erklären, warum das Masseverhältnis der
im LDSG vorkommenden Metalle wie Eisen, Chrom, Kobalt, Iridium und Nickel nicht der
Relation entspricht, wie sie sonst auf der Erde auftritt, sondern eben jener in
Meteoriten. Dieser Befund lässt die Hypothese des 'Soft Impacts' nicht zu,
da er zwangsläufig eine physikalische Vermischung von Meteoriten- und Erdmaterie
in einer Schmelze voraussetzt, wie sie nur bei einem Hard Impact erfolgen kann
(Koeberl et al., [30]).
Zusammenfassung
"Unfortunately we were not able to trace the material to any source, and no trace of
meteorites or of meteorite craters could be found amongst high sand-dunes. It seemed
easier to assume that it had simply fallen from the sky!
But the problem still remains unsolved."
Dies stellt L.J. Spencer 1936 in [31] fest. Und es beschreibt mit knappen Worten sehr
zutreffend auch den gegenwärtigen Stand der Forschung!
Knapp 15 Jahre nach Erscheinen dieses Artíkels wird im Mai 2019 in [47] immer noch diskutiert,
ob es sich bei LDSG um das Produkt eines Meteoriteneinschlags handele oder ob es bei
einem Aerial Burst entstanden sein könnte. Wie zu erwarten: Umfassende Beweise für die
Richtigkeit der einen oder anderen Annahme fehlen nach wie vor.
Krater in der östlichen Sahara
Betrachtet man gute Sahara-Karten oder Satellitenbilder, so stösst man sehr rasch
auf markante ringförmige geologische Strukturen unterschiedlicher Grösse,
die man als Vulkankrater interpretieren könnte. Dass dem nicht immer so ist, zeigt
das Beispiel des Guelb er Richat (Mauretanien), bei dem es sich um eine bestimmte Form
von Verwitterung handelt, oder das Trou au Natron (Tibesti, Tschad), einem riesigen
Einsturzkrater (Caldera) mit sekundärem Vulkanismus. Beim Wau en Namus (Libyen) handelt es
sich hingegen tatsächlich um einen Vulkankrater. Da Krater dieser Art in keinem
Zusammenhang mit der Bildung von LDSG stehen, soll sich im folgenden die Diskussion
auf Impaktkrater beschränken.
Nicht eingegangen wird hier folglich auch auf die vulkanischen Kraterfelder, die
auf der Clayton-Almasy-Expedition 1932 (Sandford, [32], Clayton, [33])
und von Bagnold und Peel 1938 zwischen Jebel Uwainat und Gilf Kebir entdeckt wurden
(Peel, [34]) sowie auf jenes kreisförmige Gebilde, das Farouk el-Baz [35]
auf einem Landsat Satellitenphoto entdeckte, von dem angenommen wird, dass es sich um eine
spezielle Verwitterungsform handelt.
![Krater in der O-Sahara. Quelle: di Martino et al. [43]](Images/Kraterfelder Sahara-O.jpg)
Quelle: Di Martino et al. in [43]
Impakt-Krater
Mit Stand Juli 2004 verzeichnet die 'Earth Impact Database' [36] 20 Impaktkrater
in ganz Afrika. Die hier interessierenden Impaktkrater liegen in einem Gebiet, das
sich vom Nordtschad über SO-Libyen bis nach SW-Ägypten hinein erstreckt. Ihr
Alter lässt sich nur grob abschätzen. Es erscheint jedoch sicher, dass sie
jünger als 140 Millionen Jahre sind. Damit können diese Impaktkrater in
Zusammenhang mit der Bildung von LDSG gebracht werden, das vor etwa 29 Mio Jahren
entstand.
BP Impakt Struktur (Lat 25°19'N Long 24°20'E)
Diese etwa 2.8 km Durchmesser aufweisende Impakt-Struktur wurde Mitte der 60er-Jahre im
Zuge der Erdölprospektion von Sheridan und Martin (BP Australia) entdeckt und bei
der Ausarbeitung photogeologischer Karten als Krater identifiziert (Martin, [37]).
Die Struktur besteht aus zwei konzentrischen, mehrfach unterbrochenen, stark erodierten
Ringen, die eine Höhe von 30 m nicht überschreiten und einem zentralen Block mit
einem Durchmesser von 600 m und einer Höhe von 38 m. Die weitere Umgebung ist im
Prinzip eben und besteht aus Nubischem Sandstein, überdeckt von einer Sandschicht.
Wegen fehlender Impaktschmelzen lässt sich das Alter der Impakt-Struktur nur
indirekt, basierend auf dem Alter des Nubischen Sandsteins, mit 100 Mio Jahren oder
weniger angeben (Kreidezeit).
Oasis Impakt Struktur (Lat 24°35'N Long 24°24'E)
Der zentrale Ring der Oasis Impact Struktur besteht aus einer 100 m hohen Hügelkette,
erreicht einen Durchmesser von 5 km und ist in der umgebenden Ebene von weitem sichtbar.
Konzentrisch dazu liegt eine ellipsenförmige, sehr stark verwitterte, nahezu
eingeebnete Impakt-Fläche, die einen Durchmesser von bis zu 18 km erreicht. Eine
zentrale Blockstruktur fehlt, ebenso Impakt-Glasschmelzen oder Brekzie. Allerdings wurde
glashaltige Mikrobrekzie gefunden. Das Alter der Oasis-Struktur wird entsprechend jenem
der BP-Struktur mit 100 Mio Jahren oder weniger angegeben. Wegen der Nähe zur
BP-Struktur (letztere liegt 83 km fast nördlich in Richtung 353°), dem gleichen
Alter und Verwitterungsgrad sowie der Art der Schockmetarmorphose im lokalen Nubischen
Sandstein, geht man davon aus, dass beide Krater in einem einzigen Impaktereignis durch
zwei ursprünglich zusammengehörige Meteoritentrümmer entstanden sind.
Dafür spricht auch die Ausrichtung der Ellipsenlängsachse der Oasis-Struktur
auf den BP-Krater zu.
Arkenu Astroblem (Lat 22°4'N Long 23°45'E)
Im Rahmen eines internationalen Forschungsprojektes wurde Ende der 90er Jahre mit Hilfe
des japanischen JERS-1 Satellit ein Radar-Mosaik über Teile der Ost-Sahara und Arabien
gelegt, in dem mit 100 m horizontaler Auflösung unter einer mehrere
Metern dicken Sandschicht befindliche hydrologische und tektonische Strukturen dargestellt
werden können. Mit dieser Technik wurden Doppel-Impakt-Krater entdeckt, die teilweise
von Sanddünen überlagert sind (Paillou et al., [38]). Es wird
angenommen, dass die Krater durch ein Asteroiden-Paar mit jeweils etwa 500 m
Durchmesser geschaffen wurden. Der nordöstlich gelegene Krater (Arkenu 1)
weist einen Durchmesser von 6.8 km auf, der südwestlich gelegene (Arkenu 2)
erreicht 10 km Durchmesser. Arkenu 2 ist dem Aorounga Impakt-Krater im Tschad
morphologisch sehr ähnlich. Er besteht aus zwei konzentrischen Ringen, zwischen
denen Sedimente abgelagert sind. Arkenu 1 umfasst 3 konzentrische Ringe. Das Alter
beider Krater wird auf weniger als 140 Mio Jahre geschätzt. Vor Ort wurden
hinlänglich Beweise für die Impaktnatur der beiden Krater gefunden.
Krater mit umstrittener Entstehungsursache
Kebira-Krater (Gilf Kebir NW) (Lat 24°40'N Long 25°00'E)
Bild:©Google Earth
Wie Anfang März 2006 von der Boston University in einer Presseaussendung mitgeteilt
wurde [39], sei am dortigen Remote Sensing Center aufgrund von Untersuchungen an
digitalen Satellitenbildern der 'grösste Krater in der Sahara' entdeckt worden. Er
erhielt folglich den Namen 'Kebira-Krater'. Es soll sich um einen stark erodierten
Impaktkrater mit einem Durchmesser von ca. 31 km, handeln, der grosse Ähnlichkeit mit
entsprechenden Mondkratern aufweise.
Man ist sehr zuversichtlich, mit diesem Krater den Ursprung des LDSG gefunden zu haben.
Konkrete Anhaltspunkte, die diese Vermutung stützen könnten, gibt es
allerdings keine. So schreibt Prof. Farouk El-Baz in einer persönlichen
Mitteilung an den Autor des vorliegenden Artikels:
"The only 'evidence' is that the crater is large enough
to cause the shock required for the heat to melt the sand,
and close enough to distribute ejecta to the LDG field".
Aus Fachkreisen [40] sind inzwischen starke Zweifel an der Annahme laut geworden, es
handele sich bei der 'entdeckten' Formation um einen Krater.
Gilf Kebir O Kraterfeld (GKCF13: Lat 23°18'N Long 26°55'E)
Bild:©Google Earth
Waren bis zu Beginn des 21. Jahrhunderts nur 4 Impaktkrater in der O-Sahara bekannt
(BP und Oasis in Libyen, Gweni-Fada und Aorounga im Tschad) und weltweit nur 9 Impaktfelder,
so brachte die orbitale Fernerkundung ungeahnte neue Entdeckungen. Die bedeutsamste
ist jene, die Paillou und Forscherkollegen mit dem japanischen Synthetic Aperture Radar
JERS-1 im O des Gilf Kebir machten: das angeblich weltweit grösste aller bekannten
Impaktfelder (Paillou et al., [41]).
Das etwa 115 km östlich des Gilf Kebir Plateaus in SW Ägypten gelegene Kraterfeld
erstreckt sich von 23°10' bis 23°40' Nord und von 26°50' bis 27°35' Ost, also über 55x80 km
und bedeckt damit eine Fläche von ca. 4.400 qkm. Das Satellitenbild zeigt einen Ausschnitt
davon am SW-Rand des Gebietes mit dem Krater GKCF13 (Durchmesser 950 m, Randhöhe 80 m).
Im Zuge einer Begehung wurden von Paillou 13 Krater mit einem Durchmesser von 20 bis
1300 Metern näher untersucht. Bei diesen Strukturen handelt es sich angeblich um
Impaktkrater, wie an Hand der aufgefundenen Gesteinsarten (Brekzie), der Art der
Verformung des Sandsteins und der kristallinen Struktur der Gesteinsproben nachgewiesen
wurde. Glasschmelzen oder Impaktite wurden allerdings nicht gefunden.
In Anbetracht der Höhe der Kraterränder und der Vielzahl kleiner Krater mit
Durchmessern um die 20 Meter, wird vermutet, dass dieses Kraterfeld erst in 'jüngerer
Zeit' entstanden ist. Die vor Ort angetroffenen Formationen stammen aus der Oberen Kreide.
Ausgehend von der enormen Ausdehnung des Kraterfeldes, mit vielen Dutzenden
unterschiedlich grosser und völlig unregelmässig verteilter, runder Kraterstrukturen,
wird angenommen, dass diese nicht durch einen einzelnen, in Fragmente zerborstenen
Meteorit entstanden sind, sondern vielmehr durch den Impakt einer ganzen Gruppe von Meteoriten,
die beim Eintritt in die Atmosphäre auseinanderbrachen.
Bei Feldstudien im Februar und Dezember 2004 (Paillou et. al., [42]) wurde die
Erkundung auf 62 von über 1300 identifizierten Ringstrukturen in einem Gebiet von
225x215 km ausgedehnt. Die Durchmesser der Strukturen lagen dabei zwischen 10 m und 2120 m,
ihre Sandstein-Ränder wiesen Höhen zwischen einigen Metern bis zu 80 m auf.
Aufgrund von Basaltfunden in den Kratern wurde ihr Alter auf mindestens 46 Ma geschätzt.
Erstaunlicherweise wird nun in [42] neben der bislang vertretenen Impakttheorie eine völlig
andersgeartete Theorie zur Entstehung dieses riesigen Kraterfeldes präsentiert. Demnach
könnte die Entstehung des Kraterfeldes auf hydrothermale Aktivitäten
zurückzuführen sein, wobei aus einem vulkanisch-sedimentären Becken
an die Oberfläche aufsteigende Flüssigkeit ursächlich war.
Im November 2005 wurde von einem italienischen Forscherteam unter der Leitung von Di Martino
eine Expedition ins Gebiet des Gilf Kebir O-Kraterfeldes ("impact crater field")
durchgeführt [43]. Dabei wurden 7 von 13 Kratern, die von Paillou et al. 2004 [41] auf Grund von
Auswertungen von Satellitenphotos vorschnell als 'Impaktkrater' deklariert wurden, darunter
auch der GKCF-13 Krater, einer ausgiebigen geologischen und petrographischen Untersuchung
unterzogen. Das Ergebnis der Studien ist ernüchternd:
"Evidences indicate that all these features have a common non impact origin.
On the basis of this preliminary investigation, we can say that there is no clear
and unequivocal evidence for an impact origin of the circular structures in Gilf Kebir region:
the origin of the craters is very probably associated to endogenic geological processes".
Gilf Kebir S Kraterfeld (Bildmitte: Lat 23°17'N Long 26°04'E)
Bild:© Google Earth
Auf der Suche nach weiteren Kraterfeldern in der Region wird man bei genauerer
Betrachtung von Satellitenbildern sehr schnell fündig. Im Gebiet des südlichen Gilf Kebir
zum Beispiel, etwa 120 km westlich des von Paillou entdeckten 'Impaktfeldes' (s.o.), zeigt
das Satellitenbild ein solches Kraterfeld im Bereich 23°10' bis 23°30' Nord und 25°51'
bis 26°10' Ost. Es umfasst eine Fläche von 1.200 qkm (35x35 km), grösstenteils
auf der obersten, mit Fahrzeugen schwer zugänglichen Plateaustufe des Gilf gelegen.
Diese geologische Formation (nubischer Sandstein) stammt aus der Kreidezeit. Somit kann
das Kraterfeld höchstens 50-140 Mio Jahre alt sein.
Ob es sich bei den auf diesem Satellitenbild erkennbaren Ringstrukturen um Impaktkrater
handelt, muss bis zum Vorliegen ausreichender Beweise offen bleiben. Bis dahin ist nicht
auszuschließen, dass Abtragung von Felsformationen durch Winderosion Entstehungsursache
der Krater sein könnte (Paillou et al., [42]).
In dem Satellitenbild sind neben einigen Astroblemen im linken oberen Bildbereich auch
deutlich zwei kleine, benachbarte Ringstrukturen rechts oben (GKS-MZ1: 23°21'N 26°10'E
und GKS-MZ2: 23°21'N 26°12'E) zu erkennen. Es ist jedoch zu vermuten, dass es sich hierbei
um Krater vulkanischen Ursprungs aus jüngerer Zeit handelt.
Einige der hier erkennbaren Astrobleme sind auf der GILF KEBIR PLATEAU Karte, Series
1404 Sheet 568-Edition I-GSGS von 1960, verzeichnet.
Libysche Impaktkrater: Ursprung des Wüstenglas?
Wie bereits dargelegt, sprechen einige Ergebnisse mineralogischer Untersuchungen von LDSG
für einen Impakt als Entstehungsursache. Im Falle eines 'Hard Impacts' müssten
zumindest noch Spuren eines Impaktkraters im Fundgebiet nachweisbar sein.
Im Bereich des LDSG-Streufeldes wurden bislang keine Spuren eines Impaktkraters gesichtet.
Der nächstgelegene Impaktkrater könnte der Kebira-'Krater' sein, der sich lediglich ca. 80 km
südwestlich des Streufeldes befindet. Bereits in einer erheblich grösseren
Entfernung liegen die BP-Struktur (ca. 130 km westlich des Fundgebietes), bzw. die
Oasis-Struktur (ca. 150 km SW des Fundgebietes). In noch grösserer Entfernung
liegt das von Paillou gefundene ausgedehnte 'Impakt-Krater-Feld' östlich des Gilf Kebir,
nämlich ca. 270 km im SO, bzw. das ihm benachbarte Kraterfeld Gilf Kebir S, fast
südlich des Fundgebietes in einer Entfernung von ca. 230 km. Die beiden Arkenu-Astrobleme
liegen mit 410 km (in Richtung 206°) schon sehr weit entfernt vom LDSG-Fundgebiet, immerhin
weist ihre Verbindungsachse ziemlich genau dorthin.
Es sind Vermutungen dahingehend geäussert worden, dass BP- und/oder Oasis-Krater als
Quelle für das LDSG in Frage kommen könnten. Zur Verifikation dieser Vermutung
wurden nun im Rahmen eines Feldforschungsprojektes erste Gesteinsproben entnommen und
analysiert.
Die bislang publizierten, vorläufigen Ergebnisse sind nicht sehr vielversprechend
(Abate et al., [44], [45]). Nur wenige der 29 entnommenen Proben zeigen
überhaupt Anzeichen von Schock, wie sie bei einem Impaktereignis zu erwarten
gewesen wären. Immerhin bestehen gewisse Ähnlichkeiten im Vorkommen bestimmter
Spurenelemente und Seltener Erden in den Gesteinsproben und ihrem Verhältnis
zueinander, mit jenen des LDSG. Demnach kann nicht ausgeschlossen werden,
dass LDSG aus Felsformationen entstanden ist, das jenen der bei BP und Oasis gefundenen
ähnelt. Ein ursächlicher Zusammenhang zwischen BP- und/oder Oasis-Impaktstruktur
und LDSG kann mit den aktuell vorliegenden Ergebnissen jedoch nicht postuliert werden.
Der Nachweis eines Zusammenhangs der Arkenu-Astrobleme mit dem Vorhandensein von LDSG steht
noch aus.
Die Ergebnisse von Paillous Feldforschungen
2004 sind zur Beweisführung des Zusammenhangs zwischen der Entstehung des LDSG und den
Kraterfeldern in der Gilf-Kebir-Region wenig hilfreich. Paillous Untersuchungen zufolge
kommen die fraglichen Krater schon deshalb nicht als Quelle des LDSG in Betracht, da sie
älter als 46 Ma sein müssen. Dies wird aus dem Vorhandensein gewisser Basalte
in den Kratern gefolgert. Geht man von der Prämisse aus, dass die Entstehung des LDSG auf
ein Impakt-Ereignis zurückzuführen sei, muss das Gilf Kebir-O Kraterfeld ebenfalls
unberücksichtigt bleiben, da ein Impakt als Entstehungsursache des Kraterfeldes entsprechend
den Ergebnissen von Di Martino et al. [43] nicht nachgewiesen werden kann.
Die Hoffnungen Farouk El-Baz, mit dem erst kürzlich 'entdeckten' Kebira-Krater
möglicherweise die Quelle des LDSG gefunden zu haben, erscheinen aus heutiger Sicht
völlig unbegründet. Entsprechende Feldforschungsprojekte sind derzeit nicht bekannt.
Ausblick
Es ist kaum zu erwarten, dass weitere mineralogische Untersuchungen von Gesteinsproben
aus den erwähnten Kratern den schlagenden Beweis erbringen werden, dass LDSG dort
seinen Ursprung hatte. Wie sollte denn auch schlüssig erklärt und nachgewiesen
werden, wie das LDSG über hunderte von Kilometern zum heutigen Fundgebiet gelangt ist,
wo der Transport durch die Atmosphäre, wie er bei Tektiten erfolgt, doch ausgeschlossen werden
kann.
Es darf also weiter gerätselt werden!
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GeoScience World, Geology, May 02, 2019
Abstract hier: https://doi.org/10.1130/G45974.1
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