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The ejecta blanket of the Chicxulub impact crater, Yucatán, Mexico

By Tobias Salge

Abstract

Impaktite des Chicxulubkraters wurden petrographisch (Polarisationsmikroskopie, REM, KL) und chemisch (RFA, TRFA, PGE, EMS) untersucht, um das Verhalten von Ejekta während des atmosphärischen Transports zu erforschen. Die proximalen Impaktite der UNAM-7 Bohrung bestehen aus einer suevitischen Brekzie (222.2 bis 384.4 m) und einer basalen, polymikten Brekzie mit geringem Silikatschmelzanteil. Letztere beinhaltet Evaporit-Megablöcke und Karbonatschmelzpartikel; Zersetzung von Kalzit und Anhydrit ist durch Entgasungsbläschen indiziert. An der distalen Kreide-Paläogen Grenze von El Guayal (520 km SW vom Kraterzentrum) beinhaltet eine 10 m mächtige suevitische Abfolge in einer oberen Untereinheit akkretionäre Lapilli und darüber eine Toneinheit. Das Auftreten von Karbonatschmelzen mit der PGE-angereicherten Impaktorkomponente in der Toneinheit belegt den Zusammenhang der K-P Grenze mit dem Chicxulub-Impakt. Die folgenden Stadien können für die Ablagerung und Alteration der Ejekta unterschieden werden: (1) Ein Hochgeschwindigkeitsauswurf beschleunigte Zersetzungsprodukte und initiierte einen Gasstrom. (2) Karbonatschmelzen wurden mit Anhydrit-Megablöcken ausgeworfen und initiierten einen lateral ausbreitenden Ejektavorhang. Kalzitrückreaktionen erhitzte das Material während des Transports. (3) Die Ejektionswolke kollabierte teilweise, wobei der zurückfallende Suevit vom Impaktormaterial, das in die Stratosphäre verteilt wurde, fraktioniert wurde. Die Kombination von Silikatschmelze mit Kalzit initiierte einen heißen, gas-angetriebenen Strom. In einer oberen, moderat temperierten, turbulenten Aschewolke kondensierte Wasserdampf, und durch Akkretion von Asche entstanden akkretionäre Lapilli. (4) Die Impaktorkomponente wurde mit den feinsten Ejektamassen für Wochen bis Jahre abgelagert. (5) Der Transport von Ejekta in der heißen Ejektionswolke induzierte Alterationsprozesse in den Ablagerungen. Es kann geschlussfolgert werden, dass ein gewisser Anteil des CO2 zu Kalzit zurückreagierte, währenddessen SOX Gase vollständig in die Atmosphäre freigesetzt wurden. Diese Beobachtungen inklusive des Auftretens von Karbonatschmelzen unterstützen die Aussage, dass der freigesetzte Anteil von CO2 in die Atmosphäre in der Vergangenheit überbewertet wurde.Impactites of the Chicxulub crater were studied petrographically (polarisation microscopy, SEM, CL) and chemically (XRF, TXRF, PGE, EMPA) to investigate the evolution of ejecta during transit through the atmosphere. At the proximal UNAM-7 borehole, the sequence of impactites consists of a suevitic breccia (222.2 to 348.4 m) on top of a polymict silicate melt-poor breccia. The latter is intercalated with evaporite megablocks representing an analogue to the Bunte Breccia of the Nördlinger Ries crater. It contains carbonate melt particles; calcite and anhydrite decomposition is indicated by degassing vesicles. At the distal Cretaceous-Palaeogene site of El Guayal (~520 km SW of the crater centre), a ~10 m thick suevitic succession contains at its upper subunit accretionary lapilli and on top a clay unit. Intermixing of calcite with hot silicate melt resulted in recrystallisation and decomposition of calcite. In the clay unit, the presence of carbonate melt spheroids together with the PGE-enriched impactor component links the Chicxulub impact with the K-P boundary. The following stages can be distinguished for the deposition and alteration of the ejecta: (1) Jetting accelerated decomposition products and initiated a vapour flow. (2) Carbonate melts were excavated with anhydrite megablocks and initiated a lateral extending ejecta curtain. Calcite reformations heated the material during transport. (3) The expanding ejecta plume partially collapsed separating the falling suevite from impactor material that had been lifted into the stratosphere. The combination of silicate melt with calcite initiated a hot, gas-driven, basal flow. In an upper, moderately tempered, turbulent ash cloud, steam condensed and accretion of ash-sized material formed accretionary lapilli. (4) The impactor component was deposited with the finest ejecta for weeks to years. (5) The prolonged transport of ejecta in the hot ejecta plume induced alteration processes observed in the deposits. It can be concluded that a certain amount of CO2 has back-reacted to calcite, whereas SOX gases were completely liberated. These observations including the abundant presence of carbonate melts support that the amount of CO2 released to the atmosphere during the Chicxulub impact was overestimated previously

Topics: Chicxulub-Impaktstruktur, Kreide-Paläogen (K-P) Grenze, Ejektionswolke, proximale und distale Auswurfmassen, Karbonatschmelzpartikel, Silikatschmelzpartikel, Akkretionäre Lapilli, Chicxulub impact structure, Cretaceous-Palaeogene (K-P) boundary, ejecta plume, proximal and distal ejecta, carbonate melt particles, silicate melt particles, accretionary lapilli, 540 Chemie, 30 Chemie, ddc:540
Publisher: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Year: 2007
OAI identifier: oai:edoc.hu-berlin.de:18452/16231
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