Chiemgau Impact EarthCache

Der Tüttensee gilt im Rahmen des Chiemgau-Impaktes als der bisher größte der Einschlagkrater. Er liegt nahe der Ortschaft Grabenstätt am Chiemsee. Seine Position am südwestlichen Ende des Kraterstreufeldes zusammen mit anderen größeren Kratern spiegelt die theoretische Verteilung von Meteoritenkratern in einer Streuellipse - pauschal zunehmend größere Krater in Einflugrichtung - wider, so wie es in anderen Meteoritenkrater-Streufeldern auf der Erde verwirklicht ist.

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Meteoritenkrater - Impaktstrukturen

Die Bildung von Meteoritenkratern bei einem Impakt wird heute weitgehend verstanden.


Abb. 1 - Die Phasen der Entstehung eines einfachen, schüsselförmigen Meteoritenkraters. Beim Auftreffen eines kosmischen Projektils laufen Schockwellen extremer Energie in den Untergrund (A). Sie initiieren Verdampfen, Schmelzen und Zertrümmern des Gesteinsmaterials sowie die Aushöhlung des Kraters und den Auswurf (B). Nach der Druckentlastung verbleibt ein Krater mit einer Bodenbedeckung und einem Wall aus mehr oder weniger beanspruchten Gesteinen (C).

Ein Projektil (Impaktor), das ab einer Größe von etwa 10-20 m die Erdatmosphäre praktisch mit kosmischer Geschwindigkeit ungebremst durchschlägt, erzeugt beim Aufprall extrem starke Drücke, die sich in Form von Schockwellen in den Untergrund, aber auch in das Projektil ausbreiten (A). Verknüpft mit den Schockdrücken sind extrem hohe Temperaturen, die ausreichen, um das meteoritische Projektil beim Eindringen in die Erde in einer gewaltigen Explosion zu verdampfen. Verdampft und zusätzlich geschmolzen wird auch ein Teil des betroffenen Untergrundgesteins. Dieses Volumen wird durch die Ausbreitung der Schockwellen rasch zu einem Krater vergrößert. Unter hohem Druck wird dabei Gesteinsmaterial gegen Wände und Boden dieses Kraters gepreßt (B), zunehmend deformiert und zerbrochen und teilweise aus dem Krater als Auswurfmassen hinausgeschleudert (B), wodurch sich am Kraterrand ein Ringwall bildet, um den noch ein Schleier aus Auswurfmassen angeordnet ist (C). Nachdem die Kompression der Schockwellen-Bewegung nachgelassen hat, kommt es am Kraterboden durch die Druckentlastung zu gegenläufigen Bewegungen, die den Krater wieder flacher machen und an seinem Boden zertrümmertes Gestein hinterlassen (C). Eine solche schüsselförmige Struktur nennt man in der Impaktforschung einen einfachen Krater.

Übersteigt der Durchmesser eines Krater einige Kilometer, so kommt es in der Spätphase des Einschlags zu einem zusätzlichen Kollaps der riesigen Hohlform mit der Folge, daß durch den Massenschub ins Innere Zentralberge und Ringe entstehen können. Ein solcher, sogenannter komplexer Krater ist die 25 km messende Ries-Impaktstruktur (Nördlinger Ries) in Bayern.

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Streuellipse und Kraterdimensionen
Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt sind annähernd 100 Krater identifiziert, vermessen und katalogisiert worden. Das geschah (und wird in der Zukunft so fortgeführt) auf der Grundlage topographischer Kartierung, einer Satellitenbildanalyse, mit systematischer Luftbildaufnahme und zeitraubender Geländeerkundung. Aus dieser Dokumentation ist die Karte der Krater-Streuellipse hervorgegangen, die in Abb. 2 gezeigt wird. Die Fläche des Streufeldes überdeckt eine Fläche von etwa 1200 km² zwischen 47,8° bis 48,4° N und 12,3 bis 13,0° E, und die Krater liegen in einer Höhe zwischen 362 und 560 m über NN.


Abb. 2 - Die Streuellipse für das Kraterfeld im Chiemgau und in der Inn-Salzach-Region.

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Umgeben ist der Tüttensee von einem ausgeprägten, unvermittelt aus der Chiemsee-Verlandungsebene aufragenden Ringwall mit einer Höhe von etwa 8 m (Abb. 3, 4, 5). Dieser auffallende Ringwall war ein erster Hinweis, den Tüttensee als möglichen Meteoritenkrater näher zu untersuchen.


Abb. 3 - Der Tüttensee-Ringwall von außen (Blick von Süden).


Abb. 4 - Der Tüttensee-Ringwall im (künstlichen) Anschnitt.


Abb. 5 - Der Tüttensee-Ringwall von innen. Aufgenommen während einer Geophysik-Meßkampagne auf dem Eis.

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Impakt-Kriterien sind:
1. Morphologie
Grundsätzlich runde Strukturen; Vertiefungen mit Ringwällen oder/und Zentralhügeln/-bergen, Mehrfachring-Strukturen. Morphologie ist letztlich wenig aussagekräftig, da viele andere geologische Strukturen kreisrund oder ringförmig sein und andererseits echte Impaktstrukturen stark von einer solchen Form abweichen können.
2. Geophysikalische Anomalien
Viele Impaktstrukturen sind eng mit charakteristischen gravimetrischen und magnetischen Anomalien verknüpft, aber umgekehrt erlauben gemessene Anomalien im allgemeinen nicht, von ihnen auf ein Impaktereignis zu schließen. Seismische Reflexionsmessungen mögen im Untergrund verborgene Impaktstrukturen anhand charakteristischer Schichtlagerung aufzeigen.
3. Geologische Merkmale
In Impaktstrukturen und um sie herum findet man regelmäßig: starke Deformationen, Faltung, Verwerfungen, Zerbrechungen; polymikte und monomikte Brekzien und Brekziengänge, Megabrekzien; Hochdruck-/Kurzzeit-Deformationen von Klasten in unverfestigter Matrix; Gesteine, die wie Vulkanite oder Magmatite aussehen; Horizonte aus exotischem Material.
4. Hochtemperatur-Merkmale
Schmelzgesteine, natürliche Gesteinsgläser; Brekzien mit Schmelzgesteins- und Glaskomponenten.
5. Hochdruck-Merkmale - Schockmetamorphose (Schockeffekte)
Planare Deformationsstrukturen (PDFs) in Quarz, Felspäten und anderen Mineralen; planare Brüche (PFs) in Quarz, diaplektische Quarze und Feldspäte, diaplektische Gläser; multiple Scharen intensiver Knickbänderung in Glimmern, multiple Scharen von Mikrozwillingen in Calcit. Knickbänder in Glimmer und planare Brüche (Spaltbarkeit) in Quarz sind auch von extremer tektonischer Deformation bekannt.
6. Shattercones
Shattercones sind charakteristische schockerzeugte kegelförmige Bruchflächen, die in allen Festgesteinen auftreten können. Shattercone-Bruchflächen zeigen die ganz typischen "Pferdeschwanz"-Bruchflächenmarkierungen.
7. Besondere Merkmale
Auftreten von Mikro- und Nanodiamanten; akkretionäre Lapilli; verschiedene Arten von Sphärulen. - Sphärulen können auch anthropogen sein.
8. Meteoriten-Bruchstücke
Sie fehlen in größeren Meteoritenkrater in den allermeisten Fällen, und zwar wegen der vollständigen Verdampfung des Projektils beim Aufschlag. Mikroskopischer geochemischer Nachweis des Impaktors ist prinzipiell möglich. Bruchstücke des Meteoriten werden im allgemeinen bei jungen, kleinen Kratern gefunden. Allerdings sind die im Macha-Kraterstreufeld (Jakutien) gefundenen wenigen Partikel, die man für meteoritisch hält, nicht größer als 1,2 mm.
9. Direkte Beobachtung (historische Aufzeichnung)
Abgesehen von beobachteten Meteoritenschauern (z.B. Sikhote Alin) sind Impakte, die einen Meteoritenkrater gebildet haben, nicht überliefert. Geomythen mögen als Dokumente beobachteter/erlebter Impakte gedeutet werden.

With regard to the Chiemgau impact event, Lake Tüttensee is so far considered the largest crater.

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Meteorite craters - impact structures

The formation of meteorite craters is largely understood today.


Fig. 1 - The stages of the formation of a simple, bowl-shaped meteorite crater. Upon impact of a cosmic projectile, shock waves carrying extreme energy propagate into the ground (A). They initiate vaporization, melting and crushing of the rocks, excavation of a crater, and ejection (B). After pressure release, a crater remains with more or less strongly shattered rocks at the floor and in a rim wall (C). Also see text.

A projectile (the impactor) sized > 10 - 20 m passes the atmosphere with practically unlimited cosmic velocity. On impact, enormous pressures are produced propagating as shock waves into the ground but also into the projectile (Fig. 1 A). The shock pressures are related with extreme temperatures sufficient to vaporize the penetrating impactor in a giant explosion. At the same time, a comparable volume of the target rocks is vaporized and also melted. On propagation of the shock waves, this volume rapidly increases to form a crater. Under high pressure, rock material is pressed against the floor and the walls of the growing cavity, more and more deformed, fractured and brecciated, and partly ejected (Fig. 1 B). A crater rim wall is formed surrounded by a blanket of ejected material. After shock wave passage, the pressure release causes counter movements at the crater floor flattening the cavity and leaving a lens of brecciated material at the floor (Fig. 1 C). In impact research, such a bowl-shaped structure is termed a simple crater.

Excavation cavities exceeding a diameter of a few kilometers behave somewhat different. On pressure release in the late stage of the impact cratering process, an additional collapse of the giant cavity occurs producing a central uplift or/and inner rings thus defining a so-called complex crater. The 25 km-diameter Ries impact structure in Bavaria is such a complex crater.

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Scattering ellipse and crater dimensions
Up to now, roughly 100 craters have been identified, measured and catalogued on the basis of topographic mapping, satellite imagery, systematic aerial photography, and time-consuming ground inspection (to be continued in the future). This documentation has established the scattering ellipse shown in Fig. 2. The strewnfield covers an area of about 1,200 km² between 47.8° to 48.4° N and 12.3° to 13.0° E. The craters are situated at altitudes ranging from 362 m to 560 m asl.


Fig. 2 - The scattering ellipse of the crater field in the Chiemgau and Inn-Salzach regions. To give a better view of the distribution of smaller and larger craters in the strewnfield, their sizes have been extended. They therefore don't follow the true scale of the map. Figures denote the diameters (in m) of some craters.

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Lake Tüttensee is surrounded by a distinct 8 m-height rim wall (Figs. 3, 4, 5) that gave an early hint to study Lake Tüttensee as a possible meteorite crater.


Fig. 3 - The Tüttensee rim wall as seen from outside (view from the south).


Fig. 4 - An artificial cut through the Tüttensee rim wall.


Fig. 5 - The Tüttensee rim wall as seen from inside. Photo taken during a gravity campaign on the frozen lake.

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Impact criterias are:
1. Morphology
Circular structures in general; depressions with raised rims or/and central uplifts; multi-ring structures: less meaningful because many other geological structures may show circular symmetries, and true impact structures may strongly deviate from such a shape.
2. Geophysical anomalies
Many impact structures are closely related with characteristic gravity and magnetic anomalies, but reversely, measured anomalies in general don't allow to deduce an impact event. Seismic reflection surveys may reveal the characteristic layering of buried impact structures.
3. Geologic evidence
Regularly found in and around impact structures: strong deformations, folding, faulting, fracturing; polymictic and monomictic breccias and dike breccias, megabreccias; high-pressure/short-term deformations of clasts in a soft matrix; rocks looking like volcanic or magmatic rocks; layers of exotic material.
4. High-temperature evidence
Melt rocks, natural glasses, breccias with melt rock fragments and glasses
5. High-pressure evidence - shock metamorphism
Planar deformation features (PDFs) in quartz, feldspar and other minerals, planar fractures (PFs) in quartz, diaplectic quartz and feldspar crystals, diaplectic glass; multiple sets of intense kink banding in mica, multiple sets of microtwinning in calcite. Kink banding in mica and PFs in quartz are also known from very strong tectonic deformation.
6. Shatter cones
Shatter cones are characteristic shock-induced conical fracture planes in all types of hard rocks. Shatter-cone fracture planes show typical "horse-tail" fracture markings.
7. Special evidence
Occurrence of micro and/or nano-diamonds; accretionary lapilli, various kinds of spherules. - Spherules may be anthropogenic.
8. Meteorite fragments
In larger meteorite craters in most cases completely absent because of vaporization of the projectile upon impact. Microscopic geochemical signature of the impactor is possible. Meteorite fragments are in general found in and around young small craters. In the Macha crater strewn field (Yacutia), however, the largest particles assumed to be meteoritic are 1.2 mm-sized only.
9. Direct observation (historical record)
Apart from the observation of meteorite showers impacts to have formed a meteorite crater have not been passed on. Geomyths may be interpreted as document of observed impacts.