Two impact craters at Emmerting, Germany: field documentation and geophysics

Abstract

Описано нові дослідження двох кратерів у Еммертінгу (№ 4 і № 5), Німеччина. Ця стаття – перша частина із двох статей, які стосуються ймовірних ударних кратерів у Еммертінгу. Друга стаття міститиме аналіз мінералогії / петрології, впливу температури та тиску. Метеоритний матеріал із домінуванням енстатиту, знайдений у кратері № 4 [Procházka et al., 2022; Procházka, 2023], – предмет окремого детального дослідження. В обох кратерах виявлено значні високотемпературні ефекти та екстремальні деформації, які пояснюються впливом хвилі тиску та подальшої декомпресії в місці удару, де переважають великі, але рихлі гальки. Задокументовано взаємні зіткнення гальок та “вторинні снаряди” (викиди із кратера). Хоча більша частина гальки в кратері № 4 зазнала термічного впливу, дрібнозерниста фракція заповнення містить мало такого матеріалу. З цього випливає, що дрібні частинки випаровувалися та/або видувались під час утворення кратера, або переносилися пізніше (наприклад, ґрунтовими водами). Гамма-спектрометрія показала, що стінки кратера № 4 істотно збагачені основними природними радіонуклідами Th, K і частково U, тоді як внутрішній простір кратера збіднений ними, ці елементи зосереджені переважно в дрібнозернистих фракціях. Це свідчить про вибіркове видалення та випаровування дрібнозернистого матеріалу під час утворення кратера. Георадарні вимірювання в обох кратерах показали, що краї кратера (стінки) були частково витиснені знизу, а частково засипані зверху матеріалом, що надійшов із внутрішньої частини кратера. Георадар виявив компактне тіло під дном кратера, що підтверджують результати вимірювань питомого опору. Комплекс геофізичних, геохімічних, мікроскопічних і мінералогічних вимірювань довів, що походження кратерів у Еммертінгу ударне. Екстремально високі температури (HT) всередині кратера та невеликий діаметр обох кратерів вказують на можливе існування дуже маленьких метеороїдів, які здатні проникати в атмосферу Землі із високою швидкістю удару (понад 30 км/с). Цей факт вважаємо викликом для моделей проникнення болідів через атмосферу.

New research of two craters at Emmerting (No. 4 and No. 5), Germany, is presented. This paper should be the first part of two papers concerning presumed impact craters at Emmerting. The second paper will be about mineralogical / petrological, temperature and stress analyses. The enstatite-dominated meteoritic material, found in the crater No. 4 [Procházka et al., 2022; Procházka, 2023], is the subject of a separate detailed research. Hightemperature effects and extreme deformation are significant in both craters. This deformation is explained with the effects of pressure wave(s) and later decompression in a target dominated by large but unconsolidated pebbles. Mutual collisions and secondary projectiles were documented. While most pebbles in the Crater No. 4 were thermally affected, the fine-grained fraction of the filling is poor in such material. It follows that small particles were volatilized and/or blown away during crater formation, or transported away later (e. g., by groundwater). Gamma-ray spectrometry has indicated that the walls of Crater No. 4 are significantly enriched in major natural radionuclides of Th, K and partly U, while the crater interior is depleted in these elements which are concentrated mainly in fine-grained fractions. This suggests a selective removal and volatilization of finegrained material during the crater formation. The georadar measurements at both craters show that crater rims (walls) were partly pushed from below and partly heaped up from above with material that came from the crater interior. Georadar detected a compact body below the crater floor which is supported by results of resistivity measurements. A set of geophysical, geochemical, microscopic and mineralogical measurements proved that the craters at Emmerting are of impact origin. Extreme high temperature (HT) conditions inside the crater and small diameter of both craters indicate possible existence of very small meteoroids that are able to penetrate Earth´s atmosphere with high impact velocity (more than 30 km/s). This fact should challenge current models of bolide penetration through atmosphere.