Der Saarlouis-Nalbach – Meteoriteneinschlag

Beitrag von der Universtät Luxemburg zum Saarland-Impakt

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Glass-like Carbon in the Nalbach/Saarlouis (Saarland, Germany) Proposed Touchdown Airburst Impact Event: Evidence of Shock Metamorphism of Organic Material.

Ulrich Siegel1 and Werner Müller2

 Airburst and Cratering Impacts. 2025. Vol. 3(1). DOI: 10.14293/ACI.2025.0005-

1 Department of Physics and Materials Science (DPHYMS), University of Luxembourg, Esch-sur-Alzette, GD of Luxembourg ( https://ror.org/036x5ad56)

2  Nalbach, Germany

E-mail: siegel.ulrich@ orange.fr ; edumueller@ t-online.de

Abstract

The Nalbach/Saarlouis (Saarland, Germany) meteorite impact strewn field has been established by two impact craters and larger clusters of smaller craters. Intense impact liquefaction features, widespread impact signature of strong shock metamorphism, impact melt rocks, impact glasses, polymictic breccias, breccia generations and shatter cones provide further evidence of impact events. The origin of pumice-like black foamy carbon-rich rocks found in this strewn field was investigated using SEM, EDS, XRD, and ¹⁴C analysis. Results of earlier investigations of the same type of pure carbon rocks in the Chiemgau impact crater strewn field and the now discovered Czech impact strewn fields revealed them as a foamy glass-like carbon modifications. For the first time, evidence about its origin from carbonized spruce wood could be demonstrated by discovering cellular micro-structures in incompletely molten parts of these rocks. Radiocarbon data analyses of the rocks disprove actual organic ages and suggest impact-modified ¹⁴C. Confusion with human-made artifacts can be excluded.

Zusammenfassung

Das Meteoriten-Einschlagsfeld von Nalbach/Saarlouis (Saarland, Deutschland) wurde durch zwei Einschlagskrater und größere Cluster kleinerer Krater identifiziert. Intensive Verflüssigungsmerkmale (Liquefaktion), weit verbreitete Spuren starker Schockmetamorphose, Impakt-Schmelzgestein, Impaktglas, polymiktische Brekzien, Brekziengenerationen und Shatter Cones liefern weitere Hinweise auf Einschlagereignisse. Die Herkunft der in diesem Streufeld gefundenen bimsartigen schwarzen, schaumigen, kohlenstoffreichen Gesteine wurde mittels SEM, EDS, XRD und ¹⁴C-Analyse untersucht. Ergebnisse früherer Untersuchungen derselben Art von reinen Kohlenstoffgesteinen im Chiemgau-Einschlagkrater-Streufeld und den nun entdeckten tschechischen Einschlagstreufeldern ergaben, dass es sich um schaumige, glasartige Kohlenstoffmodifikationen handelt. Durch die Entdeckung zellulärer Mikrostrukturen in unvollständig geschmolzenen Teilen dieser Gesteine konnte erstmals ein Hinweis auf ihren Ursprung aus verkohltem Fichtenholz nachgewiesen werden. Radiokarbondaten der Gesteine widerlegen ein organisches Alter und deuten auf impaktmodifiziertes ¹⁴C hin. Eine Verwechslung mit anthropogenen Artefakten kann ausgeschlossen werden.

Der Saarland-Impakt bezieht sich auf eine als Impaktstruktur identifizierte Region im Saarland, Deutschland, die durch zwei Krater, Nalbach und Saarlouis, gekennzeichnet ist. Diese Impaktstruktur wurde erst in den letzten Jahren entdeckt und erforscht und ist von besonderem Interesse, da sie Hinweise auf einen Meteoriteneinschlag mit starker Stoßwellenmetamorphose und weiteren typischen Impaktmerkmalen liefert. 

Die beiden Krater:

• Nalbach-Krater: Ein kleinerer Krater mit einem Durchmesser von etwa 200 Metern.
• Saarlouis-Krater: Ein größerer Krater mit einem Durchmesser von etwa 2,3 Kilometern, der auch als „Semi-Krater“ bezeichnet wird, da er teilweise erodiert ist. 

Bedeutung und Besonderheiten:

• Die Krater sind nicht isoliert, sondern Teil eines größeren Streufelds, das durch das Auswurfmaterial des Einschlags entstanden ist. 
• Die Funde von stark metamorph überprägten Gesteinen (Impaktite), darunter Impaktgläser, polymikte Brekzien und Schock-Shatter-Cones, deuten auf einen starken Impakt hin. 
• Die Entdeckung von Impaktiten in Verbindung mit menschlichen Knochen unterhalb einer Kirche in Nalbach schließt menschliche oder industrielle Ursachen für die Gesteine aus. 
• Die Untersuchung von carbonreichen, schaumartigen Gesteinen, die als „Glas-ähnliche Kohlenstoffe“ klassifiziert wurden, ergab, dass sie aus verkohlten Fichtenholzresten stammen, die durch den Impakt verändert wurden. 
• Die Datierung der Gesteine mittels Radiokarbonmethode deutet auf eine Beeinflussung durch den Impakt hin, was die organischen Altersbestimmungen ungültig macht. 
• Die Funde von Osbornit, einem sehr seltenen meteoritischen Mineral, in den Impaktgesteinen sind ebenfalls bemerkenswert. 

Forschungsstand:

• Die Erforschung des Saarland-Impakts wird seit einigen Jahren intensiv betrieben, wobei regelmäßig Forschungsbeiträge auf internationalen Konferenzen wie der LPSC (Lunar & Planetary Science Conference) und der AGU (American Geophysical Union) vorgestellt werden.
• Es gab auch öffentliche Veranstaltungen mit Vorträgen und Ausstellungen, um die Ergebnisse der Forschung der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Saarland-Impakt ein wichtiges Beispiel für eine Impaktstruktur ist, das durch seine Krater, das Streufeld und die damit verbundenen Gesteine neue Erkenntnisse über die Auswirkungen von Meteoriteneinschlägen liefert. 

https://lpsc2025.ipostersessions.com/?s=D2-C9-58-9A-6A-CB-F2-FF-C3-FA-5E-EE-6E-17-81-E9

Deutsche Übersetzung des englischen Originals: auf dem Bild anklicken

Die deutsche Übersetzung des englischen Originalartikels wurde automatisch mit dem Programm deepl erstellt. Deshalb dürfen sprachliche und fachliche Eigentümlichkeiten im Text nicht verwundern.

Der öffentliche Vortrag von Prof. Dr. K. Ernstson in Wallerfangen vor nahezu 100 Zuhörern über den ausgedehnten großen Meteoriteneinschlag (Impakt) im Raum Saarlouis, die junge Geschichte und den gegenwärtigen Stand der geowissenschaftlichen Erforschung kann hier noch einmal anhand der Originalfolien als PDF-Datei der Präsentation nachverfolgt werden.

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Präsentation

Der allgemeinverständliche Vortrag von Prof. Ernstson, der für eine anschließende Diskussion offen ist, widmet sich der Geschichte der Entdeckung und dem gegenwärtig neusten Stand der geologischen, mineralogisch-petrographischen, geochemischen und geophysikalischen Erforschung dieses für Deutschland ganz bemerkenswerten Impakt-Ereignisses. Die Sonderausstellung umfasst ein Dutzend sehr großformatiger Poster zum Thema Saarland-Impakt im Rahmen der internationalen Impaktforschung, sowie eine Präsentation in Vitrinen von „einschlägig“ charakteristischen Impaktgesteinen aus dem weitflächigen Saarland-Impaktareal in Gegenüberstellung zu Impaktiten aus vielen anderen Impakt-Strukturen weltweit.

Die schwarze Impakt-Schicht von Nalbach und erste elektronenmikroskopische Analysen (REM-EDX)

Was ist Spinifex? Spinifex, nicht zu verwechseln mit den vor allem in Australien vorkommenden Süßgräsern, ist ein Begriff aus der Mineralogie. Spinifex-Gefüge bzw. Spinifex-Strukturen sind faserige, skelett-, nadel- bis lamellenartige Kristallformen, die beim Abschrecken von Gesteinsschmelzen entstehen. Ursprünglich in der Vulkanologie bei Komatiiten beschriebenes Gefüge, tritt der Begriff vermehrt auch bei der Beschreibung von Impakt-Schmelzgesteinen auf. Besonders signifikant ist ein Spinifex-Gefüge beim Abschrecken und der Rekristallisation von Karbonat-Schmelzen zu beobachten.

Spinifex-Gefüge von Schmelzgesteinen aus dem Rubielos de la Cérida Impaktbecken des multiplen Azuara Impaktereignisses in Spanien. Links Silikatschmelze mit Glasspherulen; mitte, rechts: Karbonatschmelze.

Mehr Spinifex-Gefüge werden u.a. von den Impakt-Strukturen von Rochechouart, Charlevoix, Paasselkä, Suvasvesi und interessanterweise bereits sehr früh vom Suevit des Nördlinger Rieskraters beschrieben.

Die schwarze Impaktschicht von Nalbach

Abb. 1. Der frische, von Werner Müller entdeckte Aufschluss in Nalbach.

Abb. 2. Nahaufnahme der Impakt-Schichtlagerung: die schwarze Schmelzgesteinsschicht über Diamiktit (grob unsortiertes Gemisch aus kantig gebrochenen und gerundeten Komponenten) über polymikter Impakt-Brekzie (Pfeile).

Proben für die Untersuchungen bei Carl Zeiss Microscopy GmbH, Oberkochen, (Dr. M. Hiltl).

Abb. 3. Etwas größere, leicht blasige Glaskomponente aus der schwarzen Schicht.

Abb. 4. Die feinkörnige Fraktion der Grundmasse der schwarzen Schicht.

Abb. 5. REM-Aufnahmen der Glasprobe mit Spinifex-Gefüge.

Abb. 6. REM-Aufnahme der feinkörnigen Grundmasse der schwarzen Impakt-Schicht (unten Ausschnittsvergrößerung). Bei einem Großteil der mikrometer-großen Partikel handelt es sich offensichtlich um abgeschreckte Gläser, worauf auch hier das charakteristische Spinifex-Gefüge hinweist.

Einige EDX-Elementanalysen und Spektren

Abb. 7. EDX-Element-Analyse für das Spektrum 4-Fenster (oben) der großen Glasprobe. Eine eindeutige Mineral-Zuordnung findet sich nicht, was bei einem Glas auch nicht verwundern muss. Am ehesten findet sich eine Zuordnung zu Wollastonit, also einem Calcium-Silikat CaSiO3, das im Kontakt Calcit – SiO2 entsteht. In diesem Fall könnten Calcium-Plätze durch Eisen, Aluminium, Magnesium, Kalium und Mangan ersetzt sein, was beim Wollastonit vorkomen kann (Wikipedia). Die Spektren 3 und 5 sind sehr ähnlich. – Spinifex-Wollastonit in Form des Hochtemperatur-Pseudowollastonits in einem partiell geschmolzenen alpinen Kieselkalk aus der Tüttensee-Impaktkatastrophenschicht des Chiemgau impaktes zeigt Abb. 8.

Abb. 8. Spinifex-Gefüge von Hochtemperatur-Pseudowollastonit in einem Kieselkalk-Schmelzgestein des Chiemgau-Impaktes.

Abb. 9. EDX-Spektrum eines Einzelkorns aus der Grundmasse. Die Zusammensetzung ist ähnlich der des größeren Glaspartikels (Abb. 7), also ganz grob in Richtung Wollastonit, bei dem Ca-Plätze durch andere Elemente ersetzt sind.

Abb. 10. Zwei Spektren (16, 17) von Partikeln aus der Grundmasse mit wiederum ähnlichem Elementbestand, aber stark angereichertem Eisen. Mineral-„Cocktail“ oder unbekannte Mischkristalle?

Weitere Untersuchungen werden folgen.

Eine allererste Interpretation auf dieser Basis fasst zusammen: Im relativ einheitlichen Elementbestand von ca. 20 EDX-Spektren dominieren Si, Ca, Fe und O mit meist wenigen Gewichtsprozenten von Mg, Al und Mn und Spuren anderer Elemente. An manchen Stellen stellt Fe das dominierende Element. Es könnte im Zusammenhang mit der deutlich erhöhten Magnetisierung der schwarzen Schicht zusammenhängen, ohne dass z.B. Magnetit, Wüstit oder Maghemit als magnetische Minerale in den Spekten direkt angsprochen werden können. Lässt man das Eisen außeracht, zielen die Analysen in Richtung Ca-Silikate, die beim Impakt aus einer Reaktion von Kalkstein mit quarzhaltigen Gesteinen (Muschelkalk – Buntsandstein?) in einer Art Wollastonit-Reaktion bei > 600°C entstanden. Dabei könnten auch auf den Ca-Plätzen des reinen Wollastonits die Elements Fe, Mg, Al, Mn eingebunden worden sein. Das ist noch sehr spekulativ und ist weiteren Untersuchungen vorbehalten.

In dieser jüngst entstandenen Baugrube in Nalbach (Bilder unten) fiel dem mittlerweile wohlbekannten Nalbacher Heimatforscher und Entdecker des Saarland-Impaktes Werner Müller beim Vorbeifahren spontan diese besonders auffällige Gesteinsschichtung auf. Für ihn war es bei seiner mittlerweile ausgeprägten Impakt-Kenntnis rasch klar, das hier ein Dokument des ausgedehnten Impaktes zur Ablagerung gekommen sein musste. Er informierte umgehend Prof. Ernstson von der Universität Würzburg, Autor und Mitautor von mehreren Veröffentlichungen zum Saarland-Impakt und Bearbeiter der Krater und Impakt-Gesteine, der den Befund allein nach den Fotografien und Werner Müllers genauer Beschreibung als impakt-bezogen einordnete. Eine Auswahl charakteristischer Proben (siehe die Bilder unten) ist bereits auf dem Weg zum Prof. Ernstson, der die üblichen Analysen veranlassen wird.

Wir werden weiter berichten.

Der Aufschluss in der Baugrube in Nalbach mit der auffälligen schwarzen kohligen Schicht über einer Gesteinstrümmerschicht (der Geologe würde sagen: ein Diamiktit).

Ausschnittsaufnahme des relativ scharfen Kontaktes zwischen den Schichten.

Nahaufnahme mit der Trümmerschicht aus Geröllen und scharfkantig gebrochenen Gesteinen.

Dreifachschichtung: Kohlige Schicht über Diamiktit über einer polymikten Brekzie (Pfeile).

Locker brekziöse Masse, aus der die schwarze Schicht besteht. Auffällig ist der starke Magnetismus der Masse.

Gröbere Partikel, von Werner Müller aus der schwarzen Masse geborgen und beschriftet.

Saarlouis/Nalbach-Impakt auf der Lunar & Planetary Science Conference (LPSC) 2022.

Auf der diesjährigen hybriden LPSC in The Woodlands (Texas) wurden wiederum (peer-reviewed) Beiträge zum Saarlouis/Nalbach-Impakt akzeptiert und die iPoster in der Gallery publiziert. Die Titel und Autoren sind:

Shatter Cones in Litermont Quartzites: Saarlouis/Nalbach (Saarland, Germany) Meteorite Impact Event Strengthened.

U. Siegel, W. Müller, S. Michelbacher, J. Rommelfangen, K. Ernstson

Transpression and Transtension Impact Cratering Features: the Steinheim, Saarlouis (both Germany) and Singra-Jiloca (Spain) Cases.

K. Ernstson, F.M. Claudin Botines

The Proposed Meteorite Impact Event in the Czech Republic: Evidence Strengthened by Investigations with the Digital Terrain Model

J. Poßekel, M. Molnár, K. Ernstson

Die unfangreichen iPoster können über die Titel angeklickt und mit Scrollen und Bild-Anklicken „durchforstet“ werden:

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Über den vielleicht bemerkenswertesten Befund geben wir hier nachfolgend eine kleine „Hinführung“ zum iPoster:

Impakt-Shatter Cones vom Litermont – Saarlouis/Nalbach-Impakt auf der Lunar & Planetary Science Conference (LPSC) 2022

Auf der diesjährigen hybriden LPSC in The Woodlands (Texas) wurde ein (peer-reviewed) Beitrag zum Saarlouis/Nalbach-Impakt in der iPoster Gallery publiziert, der primär auf Funde und Beobachtungen der Kollegen von der Universität Luxemburg zurückgeht.

Das vollständige unfangreiche iPoster kann hier angeklickt und mit Scrollen und Bild-Anklicken „durchforstet“ werden:

https://lpsc2022.ipostersessions.com/default.aspx?s=30-21-4F-EF-A3-78-1A-CD-EA-C0-01-6E-6A-E0-E1-01&guestview=true

[Shatter cone-Bruchflächenmarkierungen in Quarzit-Blöcken vom Litermont. Für die Fotografie: Die Verwitterung der alten Bruchflächen hat die Pferdeschwanz-Strukturen verstumpft (Pfeile). Was von Shatter Cones in anderen Impakt-Strukturen bekannt ist, sieht man auch hier in Form individueller Kegel in vielfacher Überlagerung.]

[Nahaufnahme einer Shatter Cone-„Pferdeschwanz“-Struktur im Quarzit vom Litermont.]

[Einzener Shatter Cone in Quarzit aus dem Litermont-Gelände. Shatter Cones in grobkörnigen und inhomogenen Gesteinen können auch relativ grobe Strukturen aufweisen. Rechts: Zum Vergleich solcher Strukturen sind Shatter cones aus verschiedenen anderen Impakt-Strukturen und in unterschiedlichen Lithologien (Sandsteine, Quarzite, Kristallin) gezeigt.]

Das iPoster von der Dezember-Tagung der American Geophysical Union (AGU Fall Meeting) zum Bodenradar beim Saarlouis-Impakt kann HIER angeklickt werden. Tipp: alle Scroll-Möglichkeiten nutzen!