Magnetische Eigenschaften und Mikrogefüge von geschockten Mineralen und deren Auswirkungen auf die magnetischen Anomalien der Ries, Vredefort und Manicouagan Impaktstrukturen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Stuart Alan Gilder; Professorin Dr. Claudia Trepmann
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433311356

Bei der Bildung von Impaktstrukturen werden die Target-Gesteine schlagartig zu extremen Spannungen, Verformungsraten und Temperaturen belastet. Die entstehenden Schock-Effekte ändern die magnetischen Eigenschaften von ferrimagnetischen Mineralen, die dadurch spezifische magnetische Feld Anomalien in Meteoritenkratern hervorrufen. Die Impakt-bedingten Modifikationen von magnetischen Mineralen und ihrer remanenten Magnetisierung sind allerdings bisher nur unzureichend verstanden. Wir beantragen hier eine Studie zur Analyse der Schock-Effekte und der magnetisch-mineralogischen Eigenschaften von Impakt-Gesteinen dreier komplexer Impaktstrukturen: Ries (Germany), Vredefort (South Africa) and Manicouagan (Canada). Die ausgewählten Impaktstrukturen variieren in ihrem Durchmesser um eine Größenordnung, was einen breiten zu analysierenden Bereich an Schock-bedingten Druck- und Temperatur- Bedingungen bedeutet. Sie haben gut aufgeschlossene Vorkommen von Impakt-Gesteinen mit kristallinen Komponenten, die bei unterschiedlichen Schockbedingungen modifiziert worden sind. Sie weisen magnetische Anomalien auf, deren Ursprung komplett bzw. teilweise auf die Prozesse beim Impakt zurückzuführen sind. Darüber hinaus haben wir bereits Erfahrung mit der Geologie und den magnetischen Eigenschaften der ausgewählten Meteoritenkrater. Die beantragten petrologischen, mikrostrukturellen, paläomagnetischen und Gesteins-magnetischen Untersuchungen zielen auf ein besseres Verständnis, wie Schockbeanspruchung die magnetische Remanenz der Gesteine beeinflusst und dadurch magnetische Anomalien der Impaktstrukturen hervorruft. Folgende Fragestellungen werden bearbeitet: (1) Können Schockeffekte von opaken, ferrimagnetischen Mineralen spezifischen Schockbedingungen entsprechend etablierter Schockeffekte von nicht-opaken Mineralen korreliert werden (e.g., PDFs in Quarz)? (2) Wie werden die magnetischen Minerale durch die extrem schnell variierenden Druck- und Temperatur- Bedingungen während der Schockbeanspruchung und der post-Schock Relaxation modifiziert? (3) Wie korrelieren diese Schockeffekte mit der remanenten Magnetisierung und den magnetischen Eigenschaften der ferrimagnetischen Minerale? (4) Wie beeinflusst die Schock-induzierte remanente Magnetisierung die magnetischen Feld Anomalien, einschließlich dem Effekt einer Demagnetisierung? Schock-Effekte spezifischen Prozessen, Bedingungen und magnetischen Eigenschaften der Gesteine zuzuordnen ist essentiell für die Interpretation der magnetischen Anomalien von Impaktstrukturen, die einer der universellsten morphologischen Strukturen in unserem Sonnensystem darstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada, Südafrika
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Falko Langenhorst; Professor John G. Spray, Ph.D.; Lucy Thompson, Ph.D.; Professorin Susan Webb, Ph.D.