Neues Tektit-Streufeld in Brasilien entdeckt

Geologen haben in Brasilien ein außergewöhnliches geologisches Phänomen identifiziert: ein mehrere hundert Kilometer langes Streufeld aus Tektiten – glasartigen Gesteinstrümmern, die bei Meteoriteneinschlägen entstehen. Der Fund gilt als wissenschaftliche Rarität. Weltweit sind bislang nur wenige solcher Streufelder bekannt. Das neu entdeckte Feld könnte sich über eine Distanz von bis zu 900 Kilometern erstrecken und geht vermutlich auf einen Meteoriteneinschlag vor rund 6,3 Millionen Jahren zurück.

Wie Meteoriteneinschläge Tektite erzeugen

Wenn ein großer Meteorit oder Asteroid auf der Erde einschlägt, hinterlässt er nicht nur einen Krater. Die enorme Energie des Aufpralls schmilzt und verdampft große Mengen des umgebenden Gesteins. Ein Teil dieses Materials wird mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre geschleudert.

Dort kühlt das geschmolzene Material rasch ab und erstarrt zu glasartigen Partikeln. Diese sogenannten Tektite fallen anschließend über große Entfernungen zurück auf die Erdoberfläche. Bei besonders starken Einschlägen können sich solche Streufelder über ganze Regionen oder sogar halbe Kontinente erstrecken.

Weltweit nur wenige bekannte Streufelder

Große Tektit-Streufelder sind äußerst selten. Bislang kannten Geologen weltweit nur fünf.

Eines davon befindet sich in Europa und steht in Verbindung mit dem Einschlag, der vor etwa 15 Millionen Jahren das Nördlinger Ries in Bayern formte. Dabei entstanden die bekannten grünlichen Moldavite, die vor allem in Tschechien gefunden werden.

Weitere bekannte Streufelder sind:

• in Nordamerika, entstanden durch den Einschlag im Gebiet der heutigen Chesapeake Bay vor rund 35 Millionen Jahren

• in Westafrika, im Umfeld des Bosumtwi-Kraters in Ghana

• ein besonders großes Streufeld, das sich von Indochina bis nach Südaustralien erstreckt und auf einen Einschlag vor etwa 790.000 Jahren zurückgeht

• ein kleineres, jüngeres Feld im Süden Australiens

Mit dem Fund in Brasilien kommt nun ein sechstes großes Streufeld hinzu.

Mehr als 600 Tektite gefunden

Hinweise auf das neue Streufeld lieferten mehr als 600 glasartige Gesteinsfragmente, die ein Forschungsteam um den Geologen Álvaro Crósta von der Staatlichen Universität Campinas in mehreren Regionen Ostbrasiliens entdeckt hat.

Die Stücke wiegen zwischen einem und 85 Gramm und erreichen Längen von bis zu fünf Zentimetern. Charakteristisch ist ihre aerodynamische Form, die entsteht, wenn geschmolzenes Material während des Fluges durch die Atmosphäre erstarrt.

Die ersten Funde wurden in einem etwa 90 Kilometer langen Gebiet im Norden des Bundesstaates Minas Gerais gemacht. Inzwischen haben Forscher ähnliche Gesteinsgläser auch in weiteren Bundesstaaten identifiziert. Daraus schließen sie, dass sich das Streufeld möglicherweise über mehr als 900 Kilometer erstreckt.

Solche Erweiterungen durch spätere Funde seien typisch für Tektitfelder, erläutert Crósta. Nach ihrem ersten Fundort wurden die brasilianischen Tektite „Geraisite“ genannt.

Dunkles Gestein mit grünlichem Schimmer

Optisch unterscheiden sich die brasilianischen Tektite deutlich von den europäischen Moldaviten. Während letztere auffällig grün gefärbt sind, erscheinen die Geraisite zunächst dunkel und undurchsichtig.

Erst bei starkem Lichteinfall werden sie halbtransparent und zeigen einen grünlich-grauen Schimmer. Ihre Oberfläche ist zudem von kleinen Vertiefungen übersät.

Diese Strukturen sind laut den Forschern Spuren von Gasblasen, die während der schnellen Abkühlung des geschmolzenen Materials in der Atmosphäre entweichen.

Chemische Analysen bestätigen Einschlagsursprung

Laboruntersuchungen der Proben bestätigten ihren Ursprung durch einen Meteoriteneinschlag. Ein entscheidendes Merkmal ist der ungewöhnlich geringe Wassergehalt.

Während vulkanische Gesteinsgläser meist zwischen 700 parts per million (ppm) und zwei Prozent Wasser enthalten, liegt der Wert bei den brasilianischen Tektiten nur zwischen 71 und 107 ppm.

Zusätzlich weisen die Proben einen hohen Silikatanteil von etwa 72 Prozent auf. In einigen Stücken fanden die Forscher seltene Einschlüsse von Lechatelierit – einem speziellen Silikatglas, das nur bei extrem hohen Temperaturen entsteht, wie sie bei Meteoriteneinschlägen auftreten.

Suche nach dem Einschlagskrater

Isotopenanalysen deuten darauf hin, dass das Streufeld vor rund 6,3 Millionen Jahren entstanden ist. Die große Menge der Tektite und ihre weite Verbreitung sprechen dafür, dass der auslösende Einschlag besonders energiereich gewesen sein muss.

Dennoch bleibt eine zentrale Frage offen: Der zugehörige Einschlagskrater wurde bislang nicht gefunden. Dieses Phänomen ist in der Impaktforschung nicht ungewöhnlich – auch bei mehreren anderen bekannten Tektit-Streufeldern ist der Ursprungskrater bislang unklar.

Die chemische Zusammensetzung der Geraisite liefert jedoch Hinweise auf ihre Herkunft. Demnach stammt das geschmolzene Material vermutlich aus der rund drei Milliarden Jahre alten Kruste des sogenannten São-Francisco-Kratons im Osten Brasiliens – einer der ältesten geologischen Strukturen Südamerikas.

Ein Puzzlestück für die Erdgeschichte

Der Fund erweitert das Verständnis von Meteoriteneinschlägen und ihren geologischen Spuren erheblich. Zugleich eröffnet er neue Fragen zur Impaktgeschichte des südamerikanischen Kontinents.

Sollte der zugehörige Einschlagskrater eines Tages entdeckt werden, könnte er weitere wichtige Hinweise auf die Dynamik großer kosmischer Einschläge und deren Einfluss auf die Erdoberfläche liefern.