Die Ähnlichkeit von fluidisierten Auswurfdecken von double-layer ejecta (DLE) Kratern und long run-out landslides: Morphometrie und Modellierung

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Kenkmann
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 195366123

Die kombinierte und vergleichende Analyse von Einschlagkratern auf dem Mars und der Erde war ein vernünftiger und erfolgreicher Ansatz, um die Auswirkungen von Volatilen auf den Auswurfprozess bei der Impaktkrater-Bildung zu untersuchen. Zentrale Fragestellungen des Antrages konnten beantwortet werden: Basierend auf einer 3D Rekonstruktion konnte gezeigt werden, dass die Auswurfdecke des Ries-Kraters einen massiven Zwischenwall (rampart) enthält, der dem von double layer ejecta (DLE) Kratern auf dem Mars gleicht. Außerdem konnten in zwei Bohrungen zahlreiche Indikatoren für die Anwesenheit von Wasser während der Ablagerung und Bewegung der Ries Trümmermassen nachgewiesen werden. Die grundlegende Kinematik sowie die räumliche und zeitliche Beziehung der Ablagerung der Auswurfdecken von DLE Kratern konnte aufgeklärt werden. Im Zuge des Projektes wurde immer klarer, dass sich die inneren und äußeren Auswurfmassen in verschiedenen landslide-Modi bewegen. Während sich die innere Ejektalage als Translations-Rutschmasse (translational slide) bewegt, die vom Kraterrand ausgeht und die proximalen Teile der äußere Auswurfdecke überschichtet, bewegt sich die äußere, fluidreichere Schicht als debris flow oder debris avalanche.Wir beobachten eine starke morphologische Ähnlichkeit zwischen diesen Ejektalagen und landslides auf dem Mars sowie terrestrischen long run-out rock avalanches. Ein Merkmal erster Ordnung der inneren Lage von DLE Kratern und landslides sind radiale (longitudinale) Rücken und Rillen parallel zur Strömungsrichtung. Obwohl solche Strukturen ein Grundphänomen schneller Massenbewegungen zu sein scheinen, ist ihre Bildung bisher kaum verstanden. Wir glauben, dass ihre Bildung der Schlüssel zum Verständnis des Fließ-Mechanismus ist. Aus ihrer Geometrie können möglicherweise physikalische Parameter der Strömung abgeleitet werden. In dem Fortsetzungsantrag werden wir auf der Basis der Voellmy-Gleichungen ein mathematisches Modell entwickeln, das ihre Bildung simulieren und erklären soll. Eine strenge morphometrische Analyse der Rippen und Rillen bildet die Grundlage für dieses Modell.Ebenso charakteristisch ist die Bildung von Dehnungsfurchen und Kompressionsrücken senkrecht zur Fließrichtung, die die radialen Rippen und Rillen versetzen. Diese Merkmale bilden sich in den letzten Inkrementen der Bewegung unter Zunahme der Festigkeit der bewegten Massen. Unsere Analyse umfasst auch diese Strukturen.Der Fortsetzungsantrag wird in zweierlei Hinsicht weitreichende Ergebnisse bringen: (i) Die vergleichende quantitativ-morphometrische Analyse der Oberflächenmerkmale der Auswurfdecken von DLE Kratern und der von landslides werden die Analogie zwischen beiden Prozessen belegen oder widerlegen. (ii) Das grundlegende Phänomen der Bildung von longitudinalen Rippen und Rillen auf sich schnell bewegenden Gesteinsmassen wird aufgeklärt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Stefan Hergarten