The Cretaceous-Paleogene (K-Pg) boundary in the shallow northeastern Mexican foreland basins: Evidence for paleoseismic liquefaction, tsunami deposition, and Chicxulub ejecta
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Generelles Ziel des Projektes war die Charakterisierung des Kreide-Tertiär (K-T) Übergangs in flachmarinen siliziklastischen Sedimenten aus dem La Popa und Parras Becken in Nordost-Mexiko. Das Verständnis der Ablagerungssequenz und der Zusammensetzung der Auswurfmassen ist entscheidend um den Zeitpunkt und die Auswirkungen des Chicxulub Impaktes auf das Massenaussterben an der Kreide- Paläogen (K-Pg) Grenze zu interpretieren. Unsere Untersuchungen der flachen La Popa Vorlandbecken in Nordost-Mexiko zeigen wichtige neue Details der dort aussergewöhnlich kontinuierlichen und großflächigen 3D- Aufschlüsse des K-Pg Ereignisses. Der K-Pg Übergang ist durch eine komplexe, bis zu mehrere Meter mächtige Ablagerungssequenz charakterisiert, das “K-Pg Eventbed”. Die Schichten direkt unterhalb des Eventbeds zeigen lokal Sedimentstrukturen die typisch für seisimisch-induzierte Sedimentbewegungen sind (sog. “Sediment-Verflüssigung”). Die darüber liegende Abfolge lässt sich prinzipiell in zwei Einheiten unterteilen. Einheit 1 ist ein sehr karbonatreiche und konglomeratisch sowie extrem an Chicxulub-Ejekta und Bioklasten angereichert. Diese Einheit ist lokal als tiefe erosive Rinnenfüllung in den obersten Schichten des Maastrichts erhalten. Als Besonderheit wurden in dieser Schicht mehrere Vertebratenüberreste gefunden die wahrscheinlich Mosasauriern zuzuordnen sind. Die darüber liegende Einheit 2 ist beckenweit vorhanden und besteht aus alternierend kalkreichen und -armen Schichten. Aufgrund der Sedimentstrukturen und der Komponenten lässt sich die Abfolge der Ereignisse wie folgt rekonstruieren: Die nach dem Chicxulub Impakt als erste eintreffenden Erdbebenwellen führen höchstwahrscheinlich zu lokalem Kollaps des Kontinentalrands und entsprechender Sedimentmobilisierung. Daran anschließend kommt es als Folge von Tsunamiwellen zu einem mehrphasigen Ablagerungssequenz die beim Zurückströmen des Wassers in Richtung Beckenzentrum zuerst eine starke Aufarbeitung von proximalen Flachwassersedimenten bewirkt. Danach nimmt der proximale Sedimenteinfluss ab, und es werden während periodisch wiederkehrender, in der Folge schwächer werdender Tsunamiwellen nunmehr lokal Sedimente aufgearbeitet. Diese Ablagerungssequenz interpretieren wir als unmittelbare Folge des Chicxulub Impaktes. Diese Schlussfolgerung wird durch das Auftreten zahlreicher Ejektaspherules exakt an der Basis des Eventbeds gestützt. Zudem spricht die prinzipielle Ähnlichkeit zu den bisher bekannten Tiefwasser-K/T-Profilen aus Mexiko für einen übergeordneten Auslösemechanismus, wobei dort die Hinweise auf einen Tsunami als Auslöser umstritten sind was die besondere Rolle der La Popa Ablagerungen unterstreicht. Die Chicxulub Ejecta-Spherules silikatischen und karbonatischen Chicxulub-Ejekta- Spherules sind außergewöhnlich gut erhalten und weisen feinste interne Strukturen. Mineralogisch, sind die Glasspherules weitgehend zu F-Mg-reichem Chlorit und zu K- reichen, Illit-ähnlichen Schichtsilikaten alteriert. Darüber hinaus treten hier wie mittlerweile an mehreren anderen K-Pg Grenzschichten dokumentiert – häufig Kalzitspherules auf. Diese zeichnen sich durch besondere interne Kristallstrukturen und Poren an Kontaktstellen mit silikatischen Einschlüssen, die wir als Folge einer kurzfristigen Aufschmelzung, bzw. Zersetzung der Karbonate interpretieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- „Tsunami backwash deposits with vertebrate remains and Chicxulub ejecta from the Cretaceous-Palogene boundary in the La Popa Basin, NE Mexico“, Sedimentology
Peter Schulte, Jan Smit, Alexander Deutsch, Andrea Friese, Kilian Beichel
