Den vulkaniska askan, en mycket lätt sten, består av kväverika silikatmineraler (vita) och mörka glimmerkristaller. Kredit:Gernot Arp, Högskolan i Göttingen
Den nästan 15 miljoner år gamla Nördlinger Ries är en asteroidnedslagskrater fylld med sjösediment. Dess struktur är jämförbar med de kratrar som för närvarande utforskas på Mars. Förutom olika andra avlagringar på kanten av bassängen, kraterfyllningen bildas huvudsakligen av skiktade leravlagringar. Oväntat, ett forskarlag under ledning av Göttingen universitet har nu upptäckt ett vulkaniskt asklager i asteroidkratern. Dessutom, teamet kunde visa att marken under kratern sjunker på lång sikt, som ger viktiga insikter för utforskningen av kratrar på Mars, såsom de antika Gale och Jezero kraterbassängsjöar, för närvarande utforskas av NASA Curiosity and Perseverance Rovers. Resultaten av studien har publicerats i Journal of Geophysical Research Planets .
Tills nu, man antog att dessa sjöavlagringar hade lagt sig på en stabil kraterbotten. Detsamma antas för krateravlagringar på Mars, även om några av dem uppvisar signifikant lutande sedimentskikt. Lagren av dessa kraterfyllningar visas på ytan som ringformade strukturer. Dock, en exakt förståelse av de underliggande förhållandena och de tidsmässiga förhållandena mellan avlagringarna är viktig för att rekonstruera den kemiska utvecklingen av en kratersjö och beboelighet för möjliga livsformer som kan ha utvecklats där tidigare.
För första gången, forskarna har nu kunnat upptäcka ett vulkaniskt asklager i sjösedimenten i den 330 meter tjocka kraterfyllningen i Ries. "Detta är förvånande, eftersom vulkaniska stenar inte förväntades här eftersom den cirkulära bassängen identifierades som en asteroidkrater, " säger försteförfattaren professor Gernot Arp från Geovetenskapscentrum vid universitetet i Göttingen. "Askan blåstes in från en vulkan 760 kilometer längre österut i Ungern. Askens ålder kan dateras till 14,2 miljoner år sedan, ", tillägger hans kollega och medförfattare István Dunkl.
Det koncentriska mönstret av utskurna skikt vid markytan reflekterar i huvudsak, förutom sedimentkomprimering, en långvarig sänkning av kraterbotten. Kredit:Gernot Arp, Högskolan i Göttingen
askan, som under tiden har förvandlats till kväverika silikatmineraler, avslöjar en förvånansvärt stark skålformad geometri:vid kanten av bassängen finns askan vid den nuvarande markytan, medan den i mitten av bassängen kommer till vila på ett djup av cirka 220 meter. En efterföljande systematisk utvärdering av borrningar och geologisk kartläggning har nu också avslöjat ett arrangemang av koncentriska ringar - "outcropping strata" - för Ries kraterfyllning, med de äldsta avlagringarna vid kanten och den senaste i mitten.
Den ljusa vulkanaskan, inbäddad mellan fint skiktade sjöleror från den intensivt undersökta forskningsborrningen Nördlingen 1973. Kredit:Gernot Arp, Högskolan i Göttingen
Beräkningar visar att denna bäddgeometri inte kan förklaras enbart av att de underliggande sjösedimenten sätter sig. Faktiskt, en ytterligare sättning på ca 135 meter fick redovisas. Detta kan bara förklaras av sättningsfenomen i kraterberget, som är sprucken kilometer djupt. Medan ytterligare forskning behövs för att förklara de exakta mekanismerna för denna sänkning av kraterbotten, en enkel modellberäkning kan redan visa att sättningar av denna storlek i princip är möjliga på grund av bosättningsfenomen i de sprickade underjordiska bergarterna. Detta betyder att lutande skikt i fyllningarna av kratrar på Mars nu kan förklaras bättre, åtminstone för kratrar som visar en nära läglig association av kraterbildning, översvämning av vatten, och sedimentering.