Isotopendatierung von Meteoriteneinschlagkratern: Identifikation von für die U-Pb-Datierung geeigneten impaktmetamorphen Zirkonen

• Antragsteller: Dr. Winfried Schwarz
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466718947

Zur Bestimmung der Häufigkeit von Einschlägen extraterrestrischer Körper in einen bestimmten Zeitraum ist die Datierung irdischer Einschlagkrater notwendig. Präzise Alter erlauben es zudem den Einfluss von einzelnen Einschlägen auf die irdische Geo- und Biosphäre, so wie die zukünftige Einschlagswahrscheinlichkeiten zu untersuchen. Der Vergleich von irdischen Einschlagshäufigkeiten und anderer planetarer Körper erlaubt es die dynamischen Prozesse, die den Fluss von potentiellen Impaktoren in der Vergangenheit im Sonnensystem beeinflusst haben, zu untersuchen. Präzise Altersdaten erlauben es den Einschlagvorgang selbst zu untersuchen, z.B. seinen zeitlichen Ablauf und die Abkühlphase, unter Verwendung mehrerer isotopischer Datierungsmethoden.Das Problem jeder Isotopendatierungsmethode ist, dass zuvor akkumulierte radiogene Isotope während des Einschlags möglicherweise nicht vollständig entfernt oder equilibriert werden, was zu einem unkorrekten Alter aufgrund ererbter radiogener Isotope führen kann. Dies ist noch ausgeprägter für refraktäre Systeme wie die Zirkon U-Pb-Datierung. Um geeignete Zirkone bei Einschlagsprozessen zu finden, wurde in einigen Studien die Elektronen-Rückstreubeugung (EBSD) eingesetzt, um für die U-Pb-Datierung des Einschlagalter verwendbare, so genannte „reidite in granular neoblastic“ (FRIGN) Zirkone, zu identifizieren. Diese Zirkone durchlaufen einen bestimmten p-T-Pfad, der zur Bildung von Reidit führt, gefolgt von einer Rekristallisation neoblastischer Zirkone. Solche Zirkone wurden offenbar komplett zurückgesetzt und einige Krater wurden damit erfolgreich datiert. Aufgrund der Unterschiedlichkeit der Einschlagkraterprozesse, erreichen jedoch nicht alle Zirkone die p-T-Bedingungen, die notwendig sind, um FRIGN-Zirkon-Morphologien zu bilden.Unser Ziel ist eine systematische Untersuchung von impaktmetamorphen Zirkonen (bisher nicht durchgeführt) mit unterschiedlichen Methoden. Unsere vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass nicht nur FRIGN-Zirkone das korrekte Einschlagalter aufweisen können (z.T. mit rekristallisiertem Baddeleyit), sondern auch Zirkone die keine Anzeichen für Rekristallisation zeigen. Wir planen, Zirkone systematisch mittels EMP, XRD, EBSD und RAMAN-Analysen (durchgeführt an Universität Heidelberg / Frankfurt) für verschiedene Einschlagskrater zu analysieren. Andere vorläufige Ergebnisse zeigten, dass die Verteilung von REE in Impakt-Zirkonen eher denen hydrothermal beeinflusster Zirkone als magmatischen Zirkonen ähneln, was auf eine Fluidaktivität nach dem Impakt hindeutet. Wir fanden auch eine Korrelation zwischen dem Grad der Rücksetzung des U-Pb-Alterssystems und dem U (und Th) Gehalt, was darauf hindeuten könnte, dass die durch radioaktive Strahlen stärker geschädigte Kristallstrukturen von Zirkonen, leichter zurückgesetzt werden konnten, was hier ebenfalls untersucht werden soll. Die U-Pb Altersdatierung, REE- und U,Th-Analysen werden mit der SIMS der Universität Heidelberg durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen