Közeli kidobott kőzetmaradványok a Vredefort-becsapódásból

 

A Vredefort-kráter / -dóm területe

A dél-afrikai Vredefort-kráter (vagy Vredefort-dóm) kb. 2,023 milliárd évvel ezelőtt jött létre egy minimum 10 km átmérőjű kisbolygó csapódott a Földbe. Az azóta eltelt rendkívül hosszú idő hatására, eddig legalábbis úgy vélték, a kráter közeléből a becsapódáskor kidobódott anyagok rég eltűntek. (távolabb találtak feltehetően ehhez köthető grönlandi, illetve oroszországi, milliméteres nagyságrendű maradványokat, szferulákat.) 

Az Oroszországhoz tartozó Karélia területén feltárt szferulák egyike, amely a Vredefort-becsapódásból származhat.

 A becsapódás pillanatában egy kb. 100 km átmérőjű és 40 km mély sebhely jött létre, ez azonban a kőzetek visszanyomulása révén hamarosan szélesebbé, ám jóval sekélyebbé vált, így jött létre a ma 180-300 km körülinek tartott szerkezet (az erózió miatt ezt nehéz lenne pontosítani), amely egyúttal a Föld egyik legrégibb s legnagyobb becsapódási krátere is.

A dóm mentén íves alakban kiemelkedő dombok, sok helyen felszínre bukkant kőzetrétegekkel

Maga a „kráter” nem is igazán hasonlít a becsapódási kráterekre, leginkább csak egy íves alakban megemelkedett kőzetréteget látunk (a terület egyébként világörökségi helyszín is e geológiai jellegzetessége okán), amely a becsapódáskor fejre állva került a felszínre egykori 25 kilométeres mélységéből. Ez gyakorlatilag az eredeti kráter központi gyűrűjének a maradványa. Az itt, az egykori becsapódásnak és az azóta eltelt idő 10 kilométer vastagságot ledaráló eróziójának köszönhetően látható kőzetrétegek kora is rendkívüli, egészen kb. 3,1-3,5 milliárd évesig terjed. A kráterben s annak közvetlen közelében biztosan nem találni az egykor kidobódott kőzetekből semmit – hisz, ami a felszínen van ma, az rendkívül mélyen volt a becsapódás idején. 

Vredefort a jobb felső részen, a most feltárt kidobódott anyagok pedig a csillaggal jelölt, közel 500 km-re lévő helyen kerültek elő

Egy dél-afrikai és osztrák szakemberekből álló csoport a 84. Meteoritikai Konferencián hozta nyilvánosságra a felfedezését: feltehetően a Vredefort-becsapódás során kidobódott anyagot találtak egy, a krátertől kb. 500 km távolságban lévő Maremane Dome nevű helyen. E helyszín ma aktívan bányászott, vasércet és mangánt termelnek itt ki. Itt, illetve a vele közvetlenül szomszédos Aucumpsrust Dome területén az aktív bányászat mellett a bányák bővítését célzó geológiai mélyfúrásokkal is vizsgálják a kőzeteket, s két helyen kiemelt furatban is olyan breccsát találtak, amely a Vredefort-kráterrel egyidős, ám más ismert becsapódás korát nem magában foglaló időből származó, 1,9-2,2 milliárd éves korú. 

Becsaopódáshoz köthető akkréciós lapilli egy ősi kőzetben

A kutatók azért kezdtek keresgélni, mert úgy vélték, hogy a kráter sugarának néhányszorosa távolságra már nem lehetetlen a kidobott kőzetre bukkanni. A Kaapval-kraton ősi üledékes kőzeteit erre különösen esélyesnek tartották. A kiemelt kőzetekből vett minták igen heves eseményről tanúskodnak. 

Először is különös, kerek, maximum pár centis, koncentrikus mintázatú, céltáblára emlékeztető jellegű foltokat tartalmaz a kőzet, ez az ún. akkréciós lapilli. Vulkáni esetben az akkréciós lapilli létrejöttéhez az szükséges, hogy a kitörési felhőben kellő mennyiségű víz legyen, amelynek hatására összetapadnak a hamuszemcsék, illetve ezek kondenzálódnak más szemcsék felületére is; a növekedés folyamata hasonló ahhoz, ahogyan a zivatarfelhőkben a jégszemcsék híznak. 

Vulkáni tufában lévő akkréciós lapilli 

Megfelelő körülmények azonban nemcsak vulkáni, hanem becsapódás eredetű anyagfelhőben is fennállhatnak ezek kialakulásához, és mind a Földön, mind pl. a Marson találni számos példát rá. 

A breccsában üvegszerű olvadékzárványok nyomát is felfedezték. Az eddigi, előzetes kémiai vizsgálati eredményekből annyit lehet tudni, hogy a kőzetben nem különösebben magas a nikkel, kobalt, króm és irídium mennyisége, de ezt a kutatók szerint könnyen lehet magyarázni azzal, hogy a kőzetréteg hidrotermális átalakuláson esett át (ez csak az összetételét, de a szerkezetét nem érintette). 

Lemezes deformációk, amelyeket a kristályokat érő sokk hozott létre

Ezeken felül a kőzet cirkonszemcséiben látható jellegzetes, párhuzamos sávozást is felfedezték, e sávok a kvarc kristályszerkezetében bekövetkező sérülés nyomai, amelyet valami olyan rendkívüli erőhatás hozhat létre, mint egy becsapódás (más földi, természetes folyamatból nem ismerünk ilyen példát, egyedül a föld alatti atomrobbantások voltak csak képesek rá.). Ezek a lemezes deformációkat (planar deformation feature - PDF) tartalmazó ásványi szemcsék egyértelmű bizonyítékai annak, hogy a kőzet becsapódás eredetű. 

A kutatók ezt persze még csak előzetes eredményként látják, és nem áll itt meg a minták vizsgálata. A következő lépésben majd összetételi elemzés következik, amelyből remélik, hogy némi nyomra bukkanhatnak arról is, hogy milyen égitest is ütközhetett 2 milliárd éve bolygónknak. Ezt a kőzetek, illetve a sokkolt ásványok geokémiai elemzéséből igyekeznek majd kideríteni, ezek tartalmazhatnak elemeket az egykori égitestből és a földi kőzetekből is.