14,6 (+/- 0,2) miljoen jaar geleden, tijdens de geologische periode die we kennen als het Mioceen (Langhien/Langhiaan), sloegen twee meteorieten in vlak bij elkaar. De grootste vormde de Ries krater, de kleinere de Steinheim krater. De Rieskrater of Nördlinger Ries heeft een doorsnede van 20-24 kilometer en bevindt zich grotendeels in de Duitse deelstaat Beieren. Een klein deel ligt in Baden-Württemberg.
Lange tijd is gedacht dat het gebied een vulkanische oorsprong had, vanwege de gelijkenis met een afgesleten vulkaankrater. Het suevietgesteente dat op een impact wijst werd door geologen aangezien voor vulkanische tufsteen. Enige tijd is ook de theorie dat het is ontstaan door een gletsjer geopperd. Begin 20e eeuw werd door een aantal geologen de theorie bedacht dat de krater was ontstaan door een meteorietinslag. Deze theorie vond helaas weinig gehoor. Pas in 1960 is daadwerkelijk bewezen dat de krater is ontstaan door de inslag van een meteoriet. Een van de redenen waarmee men dit kon bewijzen was de vondst van het mineraal shistoviet. Dit is een vorm van siliciumdioxide (net als kwarts) die alleen kan ontstaan bij hoge druk en typerend is voor impactgesteente. Het is in de natuur voor het eerst gevonden in de Barringer krater in Amerika en daarna dus ook in Ries sueviet gesteente. Een ander aangetroffen mineraal dat deze theorie ondersteunt is coesiet, tevens een hogedruk vorm van siliciumdioxide.
De meteoriet had een geschatte doorsnede van 1 tot 1,5 kilometer. De kracht van de inslag wordt geraamd op 1,8 miljoen keer zo zwaar als die van de atoombom op Hiroshima. De plek waar de meteoriet insloeg was opgebouwd uit Trias en Jura lagen van klei en kalksteen en een zandige zoetwaterafzetting. De krater die ontstond door de inslag was 500 meter diep. Leven in de weide omtrek werd weggevaagd door de klap. Van de meteoriet zelf bleef weinig tot niets over. Tot op de dag van vandaag staat niet met zekerheid vast wat de samenstelling van de meteoriet was. Een steenmeteoriet is uitgesloten, maar een steen-ijzer of ijzermeteoriet zijn beide mogelijk.
Na de inslag raakte de krater gevuld met water. Het zoutgehalte in het meer was relatief hoor (hoger dan in de huidige oceanen). Langzaam verzandde het meer en verdween deze. Tijdens het Pleistoceen, gedurende de ijstijden, erodeerde deze door het meer afgezette laag weer weg en werd er loss afgezet in de krater.
In de krater liggen tegenwoordig een aantal plaatsen, waarvan Nördlingen de bekendste is. De krater is een van de best bewaarde op aarde en is belangrijk in onderzoek naar de gevolgen van inslagen en de geologie van kraters. De astronauten van de Apollo 14 hebben zelfs getraind in de Rieskrater voor geologisch onderzoek dat ze zouden gaan doen op de maan.
In de grote krater ligt nog een kleinere ring. Dit noemen ze ook wel de ‘Inner wall’. Deze ring bestaat uit een ander gesteente dan wat oorspronkelijk de bodem was waarop de meteoriet neerkwam. Het bestaat uit veel dieperliggend stollingsgesteente. Door de klap van de inslag is dit gefragmenteerd en omhoog geslingerd. Bij het neerkomen vormde het een binnenring in de krater.
Vlak bij de Rieskrater, 40 kilometer naar het zuidwesten, ligt een iets kleinere krater, die van Steinheim. Lange tijd ging men er van uit dat beide kraters tegelijkertijd gevormd waren. De theorie was dat de meteoriet uiteengevallen was bij het binnenkomen van de atmosfeer en er een kleiner deel de Steinheim krater zou hebben gevormd. Of dat de meteoriet een satelliet had (geen door mensenhanden gemaakte natuurlijk, maar zoals de maan de satelliet van de aarde is) en deze een kleinere impactkrater had gemaakt. Pas recentelijk, in 2020, is aangetoond dat de Steinheim krater zo’n 500.000 jaar jonger is dan de Rieskrater en dus los staat van deze impact.
De getuigen van de inslag zoals wij ze nu terug kunnen vinden
Bunte Trümmermasse
Door de inslag raakte een groot gebied bedekt met sediment dat door de klap was weggevlogen. Dit sediment bestond uit een mix van de destijds aanwezige bovenlaag van de bodem. Voornamelijk klei en kalksteen. Deze laag strekt zich uit tot 40 kilometer buiten de krater. Deze laag was ooit tot 100 meter dik. Langs de kraterrand liggen de grotere brokstukken, maar hoe verder je van de krater afkomt, hoe kleiner deze fragmenten (breccie) worden. Tussen deze mesozoische kalksteen en klei breccie liggen ook fragmenten van oudere gneis en graniet die door de impact omhoog zijn gekomen en normaal gesproken op 600 meter diepte pas voorkomen. Deze laag heeft de naam Bunte Trümmermasse gekregen, wat zo veel betekent als bonte brokstukkenmassa. Dit pakket is vanzelfsprekend terechtgekomen op een reeds aanwezige bodemlaag. Wanneer de brokstukkenlaag helemaal wordt afgegraven en men op deze oorspronkelijke laag komt is te zien dat hierop strepen zitten die allemaal naar het middenpunt van de krater wijzen. Dit vertelt weer iets over de wijze waarop de breccielaag naar buiten schuivend is neergekomen.
Sueviet en Flädle
Bekender is het zogenaamde sueviet dat heel duidelijk een getuige is van de meteorietinslag. Sueviet is een type gesteente dat op meerdere plekken in de wereld gevonden wordt bij meteorietkraters. De samenstelling van het gesteente is afhankelijk van de oorspronkelijke ondergrond waarop de meteoriet insloeg. Er zijn echter wel een aantal overeenkomsten wat maakt dat al deze gesteentes tot sueviet gerekend worden. Het belangrijkste kenmerk is de aanwezigheid van gesmolten delen van het oorspronkelijke gesteente die glasachtige structuren in de sueviet hebben gevormd. Als we kijken naar de Ries sueviet zien we dat er glaskorrels (Chondren/chondrule) in het gesteente zitten. Deze hebben een aangetoonde aardse oorsprong en zijn dus niet te verwarren met chondriet-meteorieten. De glasbolletjes of kegels bestaan voor een groot deel uit gesmolten carbonaat afkomstig uit Jura kalksteen.
Naast deze kleine glaskegeltjes en bolletjes zitten in de sueviet ook grotere glasstructuren, de zogenaamde Flädle. Dit zijn afgeplatte smeltglas structuren die bestaan uit gesmolten kleimineralen uit het oorspronkelijke sediment. Flädle is het lokale woord voor een soort pannenkoek en daar hebben de glasbommen ook wel iets van weg. De aanwezigheid en de samenstelling van de Flädle duiden op een temperatuur bij vorming van zo’n 1950 graden. In deze fladle zijn ook microscopisch kleine kristallen van onder meer rutiel, ilminiet en magnetiet gevonden.
De sueviet vormde een laag van 400 meter in de nieuwgevormde krater. Dit is de laag die later is afgedekt door de afzettingen die zich ophoopten onder in het latere kratermeer en de Pleistocene en Holocene lagen die daar weer overheen kwamen te liggen. Buiten de krater is ook sueviet gevonden boven op de Bunte Trümmermasse. Kenmerkend is de aanwezigheid van de eerdergenoemde mineralen coesiet en shistoviet, maar ook geschokte kwarts (microscopische kwartskorrels met parallelle breuklijntjes) en zogenaamd ‘diaplectisch glas’ (glas dat plastisch is ge/vervormd door hoge druk). Sueviet is naar het gebied waarin de Rieskrater ligt genoemd, Suevia is de Latijnse naam voor Schwaben. Sueviet bleek ook uitstekend geschikt om vertaald te gebruiken als cement. Er zijn meerdere groeves (geweest) waar sueviet als bouwsteen en als grondstof voor cement gewonnen werd.
Shatter cones
Een ander bijzonder verschijnsel dat bij impactkraters gevonden is, zijn de zogenaamde shatter cones of in het Duits Strahlenkegel. Dit is een geologisch verschijnsel dat alleen voorkomt op plekken waar een meteorietinslag of een hele zware explosie als bij een ondergrondse atoombom proef heeft plaatsgevonden. Het is een straal of waaiervormige breukstructuur in het gesteente die vertakt en daardoor uitwaaiert. Ze zijn gevormd door de schokgolf van de impact. De meeste van deze shatter cones die je ziet komen niet van de Rieskrater, maar van de Steinheimkrater. Omdat tot voorkort werd aangenomen dat deze kraters op hetzelfde moment zijn ontstaan worden deze shatter cones vaak gebruikt om de Ries inslag te illustreren. In de Rieskrater zijn ze ook gevonden, in de binnenring. Deze zijn echter minder goed bewaard gebleven dan de iets jongere shatter cones die je bij Steinheim kunt vinden. Bijzonder is dat op deze kegels heel soms resten metaal zijn gevonden waarvan men denkt dat ze afkomstig zijn van de meteoriet die is ingeslagen. Zowel bij de Ries kegels als bij die van Steinheim zijn deze (microscopisch kleine) resten gevonden.
Moldaviet
De bekendste en meest geliefde getuige van de inslag is wel de prachtig groene tektiek die we kennen als moldaviet. Een tektiek is een impactglas, dus glas ontstaan door de inslag van een meteoriet. Tektieken zijn niet zeldzaam en komen op veel plekken op de wereld voor. Kenmerkend voor moldaviet is de prachtige groene kleur (alhoewel er ook bruine moldaviet bestaat). Deze kleur wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van ijzer. Hoe minder ijzer, hoe lichter groen de moldaviet. Met meer ijzer gaat de kleur meer naar bruingroen. Ook bepaalt de aanwezigheid van het soort ijzer mede de kleur. Tweewaardig ijzer geeft een groenere kleur, driewaardig ijzer een bruinere kleur.
Moldaviet is genoemd naar de rivier de Moldau omdat dit het gebied is waar de meeste moldaviet gevonden wordt. Zuidwest Tsjechië is de bekendste vindplaats, maar ook net over de grens met Oostenrijk (Waldviertel) en in een klein stukje van Oost-Duitsland (Lausitz) komt moldaviet voor. Dat is een behoorlijk eind van waar de meteoriet is ingeslagen. Dit hele gebied waar moldaviet voorkomt noemen we het strooigebied of strooiveld. Bij de inslag is ontzettend veel materiaal de lucht in geslingerd onder hoge druk en temperatuur. Dit smolt en stolde daarna snel weer. Door het smelten veranderde het in glas. Moldaviet heeft een hardheid van 5,5-6. Als je een stukje onder een microscoop legt zie je langgerekte wormachtige sliertjes in het glas. Dit zijn de zogenaamde ‘schlieren’ en zijn kenmerkend voor echte moldaviet.
De typische structuur van moldaviet met een soort ingeëtste lijnen is niet ontstaan bij de vorming, maar daarna door de inwerking van natuurlijke zuren op de plek waar de moldaviet is afgezet. Er kunnen ook luchtbellen in moldaviet zitten, vaak zijn deze wat langgerekt, maar rond is ook niet onmogelijk. Er wordt soms onderscheid gemaakt tussen losse grotere bubbels en kleine die vaak dicht bij de ‘schlieren’ zitten. Deze schlieren zijn van het mineraal lechatelieriet (chemisch gezien ook SiO2)
Die luchtbellen in moldaviet is een studie op zich. De inhoud van deze luchtbellen is onderzocht. In moldaviet bestaat deze grotendeels uit koolstofmonoxide. Daarnaast bevat het stikstof, waterstof, koolstofdioxide en waterstofchloride. Het aandeel van koolstof (C) in moldaviet is heel laag, de wel aanwezige koolstof is volgens onderzoekers terug te herleiden naar een organische oorsprong. Dus naar planten die groeiden op de plek waar de meteoriet in is geslagen. De luchtbellen wijzen ook op de vorming in een omgeving waar de luchtdruk erg laag moet zijn geweest (hoog in de atmosfeer dus). De luchtdruk in de bubbels is ook erg laag, maar dat komt niet noodzakelijkerwijs doordat de luchtdruk hoog in de atmosfeer dat ook was. Er zijn drie theorieën over hoe luchtbellen in tektieten ontstaan.
De meest gebruikte zegt dat de buitenkant van het glas eerder afkoelt dan de binnenkant. Wanneer de binnenkant afkoelt neemt deze minder ruimte in dan wanneer deze warm is. Wat dus inhoudt dat er meer ruimte is dan glas. Logischerwijs komen er dan ‘lege’ plekken in de moldaviet te zitten omdat er niet genoeg glas is om alles op te vullen. Deze lege plekken zijn de luchtbellen. In de luchtbellen die op deze manier gevormd zijn is een nagenoeg vacuüm aanwezig.
Een andere manier waarop luchtbellen zich kunnen vormen is door reeds aanwezig gas dat in de gesmolten massa zat vrijkomt en zich concentreert in luchtbellen in de nog net vloeibare massa.
De theorie dan de luchtbellen zijn ontstaan door gas uit de directe omgeving die ingesloten raakt in het glas is onderzocht en deze ontstaanswijze van luchtbellen is erg zeldzaam.
Moldaviet heeft een relatief hoog SiO2 gehalte vergeleken met andere tektieten. Door het geringe aandeel titaniumdioxide en ijzeroxide zijn ze ook vrij doorzichtig. De samenstelling van het glas waar moldaviet uit bestaat wordt toegeschreven aan de sedimenten van de ‘Obere Süßwasser Molasse’, de zoetwaterafzettingen die de bodem bedekten ten tijde van de impact. Vooral kwartshoudend zand, erg weinig carbonatisch materiaal, maar wel veel plantengroei. De match tussen afzetting en moldavietsamenstelling is niet 100%, maar komt genoeg overeen om deze conclusie te kunnen trekken. Over het algemeen is men het er wel over eens dat de stoffen waaruit moldaviet bestaat een terrestrische (aardse) oorsprong hebben en moldaviet dus geen mengsel is van aards en buitenaards (meteoriet) materiaal. Er zitten wel elementen in die hoogstwaarschijnlijk te herleiden zijn tot de meteoriet, maar dat is heel minimaal en gaan om fracties van procenten.
De vorm van moldaviet is zo op het oog vrij variabel. Toch behoren de meeste moldavieten tot hetzelfde type tektiek, de zogenaamde ‘splash-form’. Dit zijn uiteenlopende vormen die tijdens het transport door de lucht ontstaan zijn. Ze kunnen druppels vormen, maar ook een soort belvorm, een bolvorm, een ellips of langgerekte vorm. Sommige van deze vormen zijn ontstaan doordat de stukjes een draaiing maakten in de lucht. Onbeschadigde complete vormen van deze splash-form moldavieten zijn zeldzaam en erg gewild (en dus prijzig). De beroemde ‘egels’ of hedgehogs uit de omgeving van Besednice behoren tot de duurste en meest gezochte moldavieten. Deze vorm lijkt sterk op een uiteengespatte druppel, maar dat is niet hoe de vorm is ontstaan. Deze typische structuur en vorm is te danken aan verwering door de jaren heen.
Een tweede type tektiek, de Muong Nong type tektiek, is een gelaagde tektiek. Deze is onder de moldaviet vrij zeldzaam.
Moldaviet is al lange tijd bekend, maar tot voorkort wist men niet dat het hier ging om een tektiet. Waarschijnlijk werd dit glas al in de prehistorie als uitzonderlijk gezien door de mensen die toen leefden. Lange tijd heeft men niet geweten waar de aparte groene glasstukken vandaan kwamen. Allerlei theorieën zijn de revue gepasseerd. Van vulkanisch glas tot overblijfselen van oude glasfabrieken. In 1786 werd moldaviet voor het eerst officieel beschreven door de professor Joseph Mayer. Het werd toen chrysoliet genoemd. Pas toen ontdekt werd dat de Rieskrater het overblijfsel was van een meteorietinslag en de samenstelling van de moldaviet en de ondergrond in het Ries gebied overeenkwamen, evenals de dateringen, trok men de conclusie dat beide verband moesten houden.
Belemnieten
Nog een bijzonder verschijnsel dat herinnert aan de gigantische klap van de inslag zijn de zogenaamde ‘geschokte belemnieten’. Belemnieten zijn fossielen van inktvis-achtigen, uitgestorven aan het einde van het Krijt. In het Mioceen waren deze dus al gefossiliseerd. De klap en de schokgolf na de inslag zorgden ervoor dat de fossiele belemnieten in de boven Jura kalksteen aan de oostzijde van de inslagplek in kleine parallelle segmenten knapten die vervolgens in de tijd erna weer aan elkaar gekit raakten.
Gentner, W. (1971) Cogenesis of the Ries crater and moldavites and the origin of tektites.
Zak, K., Skala, R., Randa, Z., Mizera, J. (2012) A review of volatile compounds in tektites, and carbon content and isotopic composition of moldavite glass
Baier, J. (2018) Shatter-Cones aus den Impaktkratern Nördlinger Ries und Steinheimer Becken.
Buchner, E., Sach, V.J. & Schmieder, M. New (2020) discovery of two seismite horizons challenges the Ries–Steinheim double-impact theory.
Puffins and Pies 