NERDLINGEN - VULKAN ILI ASTEROID?

Prvo što prosečni gastarbajter sa Balkana uradi kad dođe u Nemačku je - kupi auto.

Nemački, razume se; ostalo se ne računa.

Sledeće što nakon toga uradi je da odabere tablice (astrofotografi često imaju specifične želje).

 

Bilo kako da bilo, taj auto može lepo da posluži za obilazak lokalnih (astronomskih) znamenitosti.

Negde na granici između nemačkih pokrajina Bavarske i Baden-Virtenberga se u dužini od 200km nalazi planinski lanac Švapskih Alpa (Schwabische Alb; etimologija termina "Alb" što znači pobrđe neodoljivo podseća na Alpe, s razlogom). Za razliku od pravih Alpa, koje počinju na nekih 150km južnije, ovi lokalni Alpi su neuporedivo manji i niži. Jesu doduše sastavljeni skoro isključivo od krečnjaka, kao i original ali najviši vrh je 1000mnv tako da je time parodija oko naziva kompletirana.

Međutim, nasred ovog lanca pobrđa se nalazi jedna interesantna ravnica, kao ogroman pečat na nekom dokumentu. Ova struktura je kružnog oblika, niža od okoline u proseku svega šezdesetak metara i prečnika 20-25km. Ipak i to je bilo vrlo upadljivo za vojnu kartografiju od pre dvesta godina, koja je prva opisala ovu strukturu. Ipak, vojni značaj male ravnice u brdskim južnim pokrajinama je pre svega privredni - ovo je žitnica juga, hiljade tona svakojakih poljoprivrednih proizvoda godišnje odavde odu u svim pravcima.

U centru te ravnice se nalazi mali gradić Nerdlingen (Nördlingen) koji je i prestonica okruga.

Okrug se zove Ries i odavno je prepoznat kao nešto što se ne uklapa u geološki ambijent celine Švapskih Alpa. Imajući u vidu da su po okolini nalažene otopljene vulkanske stene, od početka XIX veka pa sve do nedavno se ova ravnica klasifikovala kao vulkanska struktura. Upravo ove otopljene stene su bile krunski svedok - suevit je naziv; za vatreno poreklo ovog kraja. Naziv datira iz latinskog pošto su samo preveli srednjevekovni nemački naziv za ovaj materijal: Schwabenstein, tj švapska stena.

A da bi se našla nesuđena švapska stena treba malo otići na periferiju ravnice, odnosno tamo gde počinju brda.

 

Gde su brda tu su i tvrđave, glasi stara srednjevekovna poslovica. Ovo je konkretno ruševina Niederhaus, stara nekih hiljadu godina, ni po čemu posebnom upadljiva, osim što sam je ovde fotografisao u infracrvenom opsegu. Time se uočava veći kontrast između junske vegetacije i hladnog kamena.

Zapravo tvrđava jeste poznata i to po kamenu od kog je sagrađena - gorepomenutom suevitu. 

Svako ovde može da prepozna blokove od maltera mešanog sa tamnijim komadima stena, ali ovde se uopšte ne radi o malteru odnosno betonu. Ova mešavina je nastala potpuno prirodno, dakle ovo je stenski blok koga čine svetla stena i tamniji komadi koje je majka priroda samlela, umesila i ispekla. To je zapravo suevit, a tvrđava je napravljena od njega ne da bi posetioci iz celog svetla željni geološkog spektakla dolazili tu da se dive, već zato što je te vrste kamena tamo bilo u izobilju. I bio je usput lakši za obradu od drugih nekih materijala, recimo granita (koji je takođe mleveno i pečeno koješta, samo neuporedivo teže i čvršće).

Za suevit je poznato da sadrži veće količine od mikroskopskih do makroskopskih komada vulkanskog stakla, odnosno topljenih silikata. Te poluotopljene stene su letele okolo i padale, pritom se hladeći do polutečnog stanja, pa su podsećale na rezance iz supe - što je i bio stari narodni naziv za dotične šare u kamenu. Osim toga, u toj masi su pronađene i hondrule, male kuglice silikata koje su karakteristične za meteorite, tzv hondrite. Jedina je razlika u sastavu ovih hondrula, odnosno ovdašnje su zemaljskog a ne nebeskog porekla. Najveći deo suevita, međutim, čini fini samleveni prah koji se nataložio nakon eksplozije po okolini, mešajući se sa poluotopljenim, malim i velikim vulkanskim bombama.

Sa stanovišta arhitekture je bitno da je suevit vrlo porozna stena, tako da joj se shvrha mora naći u skladu sa tom osobinom - nećemo svakako praviti krov od toga, već pre prozračne ostave za žito - a uvek je moguće suevit samleti i napraviti prvoklasan cement koji tih problema generalno nema. Vrlo logično, zalihe suevita su se do današnjeg dana iz lokalnih nalazišta prilično smanjile budući da su mnoge zgrade nastale od suevita zadnjih hiljadu-dve godina.

Karakteristično je da se suevit nalazi na dnu ovog gigantskog vulkanskog kratera, i to u dubini od oko 400m u proseku. Ali da bismo to bolje shvatili, treba otići na rub kratera, odnosno u brda koja se nalaze na rubu ove ravnice.

Teško je i poverovati da se iza ovako pitoresknih brda krije priča o gigantskoj kataklizmi koja je sravnila pola tadašnje Evrope.

Naravno da ova blago zatalasana brda uopšte ne liče na ivicu bilo kakvog kratera ali je tu potrebno imati i malo oštrog oka za detalje: tajna se krije ispod površine. Nedaleko od kafane (koju drže naši ljudi, poreklom sa Balkana) nalazi se napušteni kamenolom suevita Altenburg.

Svakako da za postojanje kamenoloma ne treba zahvaliti kafanici, ovo je nastalo pre pola milenijuma kopanjem kamena za katedralu u obližnjem Nerdlingenu. A kula Danijel je visoka 80 metara upravo zahvaljujući suevitu koji je lak i jak - baš ono što je potrebno za gotsku arhitekturu koja je želela u visinu ali nije poznavala metalnu armaturu.

Nije lako uočiti sve te slojeve na prvi pogled, ali ovde su geolozi našli najbolju potvrdu katastrofe koja se ovde desila. Levo (crvena boja) se nalaze izlomljeni slojevi jurskih krečnjaka, originalna zemljina kora koju je kataklizma izlomila i izokrenula; desno od nje (žuto) je sloj suevita odnosno topljene i mrvljene stene koja se nataložila a sasvim desno sve to pokriva još jedan sloj krečnjaka (plavo) koji je sasvim jasno poluispečen, za razliku od onog levo. Očigledno je da je desni sloj bio gornji i da je trpeo toplotu a levi odnosno donji nije; razlog zašto je sve ovo zaokrenuto pod uglom od 45 stepeni je priroda kataklizme koja obara rubove kratera. Drugim rečima, ovo je upravo sam rub kratera.

 Slojevi nisu izmešani već vrlo jasno odvojeni što govori u prilog njihovom brzom nastanku. Ovo može da  bude vulkanska eksplozija ali i bilo koja druga eksplozija u suštini. 

Nedaleko od tog mesta je selo Mönchsdeggingen, gde se nalazi vrlo jasno izražena južna ivica kratera. I ovde imamo naslagane slojeve podloge (dole), suevita (sredina) i preprženih stena podloge (gore).

Možda jedva neki kilometar odatle se nalazi pravi mali raj za geologe: Glaubenberg. Ovde ispremeštanih slojeva tek ima koliko hoćete.

Čak se može videti i jedan kuriozitet: mali fosilni vodotok, odnosno korito rečice u gornjem levom uglu. Kako se ovaj vodotok našao na vrhu brda usred ravnice, nije mi jasno. Da li su masivni stenski blokovi koji su sadržali reku izbačeni i pali ovde, ili je geotektonika ili druga kataklizma izdigla postojeće korito reke, veliko je pitanje. Ono što je sigurno to je da prilikom poslednjeg (malog) ledenog doba ovo nije moglo da nastane već je nesumnjivo starije.

Najbolji opis suevita: poluotopljena/polusamlevena stena:

A samo par desetina metara odatle vidimo ogroman izbačeni blok zemljine kore, slojevi sedimenata su i dalje prisutni ali je struktura ispucala kao staklo:

Dakle, obratite pažnju: ispremeštani i ispreturani slojevi Zemljine kore. Mora da je energija procesa bila velika da bi ovako nešto napravila. Vremenom se nakupilo dosta činjenica koje govore u prilog zaključku da je Nerdlingen ugašeni vulkan.

Dimenzije i izgled ovog kratera se mogu upoređivati sa Ngorongoro kraterom u Tanzaniji. Osim toga, u selu Steinheim, oko 40km jugoistočno se nalazi primer satelitske kraterske formacije svega par kilometara u prečniku. Bilo je očigledno da tu imamo malu parazitsku vulkansku kupu u nastanku. Ono što je poznato to je da se taj mali krater vrlo brzo ispunio vodom, jezero je trajalo možda milion godina i nakon toga mi danas na dnu ravnice i dalje možemo da kopamo po sloju peska debelom nekoliko metara. Ono što je interesantno je da ovde postoji velika količina malih morskih pužića od nekoliko milimetara u prečniku. Oni nisu okamenjeni, nisu fosilizirani, istopljeni ili oštećeni; oni su jednostavno zakopani u pesku i fenomenalno su očuvani. Stvar koja nema veze sa geologijom ili astronomijom ali je vrlo upečatljiva sa aspekta biologije je to da ovi nalazi za tih milion godina pokazuju jasne naznake postepene evolucije puževih kućica. Svaki metar dublje u pesku znači i starije fosile i pritom oblik se menja, dakle, odavde ide poen za Darvina i jedno veliko "UA" za kreacioniste.

Ono što se nije uklapalo u vulkansku teoriju je nalaženje fosila u krečnjaku na rubovima velikog kratera. Vulkan bi to spržio i rastopio, teško da bi ostavio zakopano i netaknuto. Ili ako bi zakopao tu bi bilo mnogo pepela kog ovde nema. Ali zato kod udara ove ogromne stene mogu da budu izbačene ili ispremeštane, odnosno da budu mehanički rasturene, bez da trpe karakteristične vulkanske termičke deformacije.

Kadgod je Nemac kroz istoriju imao neku dilemu, tu se odmah nađu Rus i Amerikanac da mu to malo pojasne. Po pitanju vulkana 1960. godine ovde je došao Eugen Schoemaker - da, to je onaj čuveni astronom koji je učestvovao u otkriću komete Šumejker-Levi 9 i mnogim drugim projektima. Između ostalog, kao mlad doktorand nije počeo sa astronomijom već sa geologijom, radio je na Berindžer krateru u Arizoni i dobro je prostudirao udarne efekte. Kasnije je radio na Apolo programu u vezi sa meteorskim kraterima Meseca, bavio se na Palomaru asteroidima i kometama, a poginuo je nažalost prerano u Australiji u sudaru vozila dok je istraživao na terenu.

Dakle, Šumejker je došao u Nerdlingen i okrenuo tadašnju geologiju naopako tvrdeći da je to meteorski krater, a da je mali krater u Štajnhajmu odlomak glavnog nebeskog tela, ili možda njegov satelit. Dokazi? Dokaz je stena koezit, nazvana po Loring-u Coes-u koji je, tražeći način da sintetiše veštačke dijamante, ovo uspeo da dobije u laboratoriji. Koezit je zapravo samo jedna vrsta modifikacije kvarca, nastala iz njega ali pod veoma velikim pritiskom i temperaturom. Te uslove ne može nijedan vulkan da stvori - radi se recimo o pritisku od nekih 350 hiljada atmosfera u slučaju Nerdlingena, mada je Coes koristio deset puta manju vrednost pritiska i temperaturu od prizemnijih 800 C.

Ruska zasluga je mineral stišovit, nazvan po Sergeju Stišovu, takođe modifikacija silicijum dioksida. Toga ima u izobilju oko kratera Nerdlingen i tipično je da je gustina duplo veća nego kod kvarca, pa je komad stene primetno teži. Bez obzira što se za ovaj materijal odavno zna u nauci, poznato je svega dvadesetak nalazišta u svetu - i sva su udarni krateri.

Ima još interesantnih hemijsko-fizičkih procesa koji se vezuju za ovaj događaj. Recimo nastanak minerala Moldavita.

U suštini ovo je vulkansko staklo koje je nastalo topljenjem peska. Naziv moldavit nema nikakve veze sa Moldavijom, već sa nemačkim nazivom za češku reku Vltavu (Moldau) u čijem gornjem toku je ovaj materijal prvo otkriven. Izgled stakla je pre svega mutan i tamnozelen; poznato je da za topljenje providnog bezbojnog stakla treba postići više temperature a i izbalansiran hemijski sastav dolazi u obzir, što sve neće biti slučaj kod asteroida ili vulkana. Asteroid jednostavno padne i otopi peščanu plažu i napravi kristale moldavita, najprostije rečeno. U suštini je to dosta fizički i hemijski komplikovanije, recimo da ne postoji faza topljenja i hlađenja sa aspekta promene strukture, već kristalna struktura materijala usled visokog pritiska i temperature direktno metamorfozira u amorfni stadijum, ali to je već druga priča.

Zašto nalazišta ovog divljeg stakla imamo u Češkoj, prilično daleko od kratera Nerdlingen? Vrlo prosto, po novim shvatanjima asteroid je došao sa zapada i nakon udara izbacio otopljenu masu na nekih 400-500km istočno u pravcu Češke. Tipično se radilo o kapima stakla od jednog centimetra, mada je bilo i većih komada. Najveće pronađeno parče udarnog stakla ima preko 200gr mase.

Na kraju krajeva, za Nerdlingen se zna i da je nemačka prestonica dijamanata. Ceo grad je izgrađen od njih, ali situacija nije tako jednostavna: dijamanti su potpuno samleveni u sitne čestice od kojih nijedna ne prelazi prečnik od jednog milimetra. Da bismo ih videli potrebna nam je dobra lupa ili mikroskop. Osim toga, ovi dijamanti nisu kao Kalinan, blistavo providni i sjajni, već su svih mogućih (bezvrednih) boja, a ima čak i crnih. Upravo su dijamanti bili dugo vremena jedan od dokaza da je ovo vulkan, pošto isti mogu da se nađu uglavnom u ugašenim vulkanskim grotlima. Ono što su zastupnici vulkanske teorije propustili da primete je da su ovi dijamanti, kao što je već napomenuto, samleveni. To svakako nije karakteristično za nijedno nalazište dijamanata u svetu, čak i kod aluvijalnih nanosa dijamanti koji se kotrljaju rekama i glečerima bi pre izbrazdali okolne stene nego što bi se tako precizno usitnili. Dijamanti su, dakle, nastali sitni ili ih je neka nebeska a ne zemaljska sila samlela.

Naravno, pitanja uvek ima bezbroj. Recimo, da li je ovom prilikom došlo do izlivanja magme?

Ne, krater je u prvim momentima bio 4km dubok, što sve nije ni izbliza dovoljno da se dođe do Zemljinog magmatskog kompleksa. Sve stene su istopljene zapravo energijom sudara.

Kako je to sve zapravo izgledalo?

Možda iz naše perspektive u početnim sekundama ovako nekako:

Ogromna vatrena lopta je došla sa zapada, brzinom od 20km/sec. U pitanju je bilo telo prečnika kilometar ipo, asteroid koji u narednim sekundama postaje meteorit. Sjajniji od Sunca, asteroid spaljuje površinu u niskom prolasku pre konačnog udara pod malim uglom; verovatno oko 30 stepeni. Delić sekunde pre udara veća količina usijanog vazduha biva zarobljena između asteroida i Zemljine površine, uzrokujući da i vazduh bude deo ove čudne mešavine mlevenog asteroida, Zemljinih stena, peska i vegetacije. Mešavina biva izbačena i putuje nadzvučnom brzinom i do 450km istočno od mesta udara.

U trenutku udara se stvara pritisak od milion bara i 30 hiljada stepeni. To onda znači da je asteroid, odnosno ono što je od njega preostalo, komprimovano na manje od jedne polovine prethodne zapremine i da je to došlo do jednog kilometra dubine unutar prethodne Zemljine kore. Udarni talas se širi korom i uzrokuje dalje razaranje strukture kore; delimično topljenje stena i metamorfoza kvarca jednim delom nastaju i zbog udarnog talasa a ne primarno visoke temperature istopljenog asteroida. Tako nastaju gorepomenuti koezit i stišovit.

Ukupno dve sekunde nakon prvog kontakta asteroida i površine nastaje faza izbacivanja materijala. Tom prilikom nastaju i ivice udarnog kratera a u centru se stvara centralno brdo. Oko primarnog kratera počinju da padaju kompletni blokovi izbačenih stena koji mogu da budu i do stotinak metara u prečniku; ovo sve može i danas da se detektuje u krugu od 40km oko kratera. Krater je u prvom minutu imao 8km u prečniku i 4km dubine. Nakon toga izbačeni materijal počinje da pada nazad i centralno brdo nestaje; celokupan krater postaje plići ali i širi i na kraju trećeg minuta okolna kora je dodatno ispucala i potonula i time proširila prečnik kraterske strukture na 24km.

Treba reći i da je izbačeni materijal bio usijan i jednim delom istopljen. U tom momentu je krater dubok svega 500m a nakon padanja izbačenog materijala krater je ispunjen skoro do vrha i ostao je na 100m dubine. Procenjuje se da je otopljenoj masi unutar kratera trebalo dve hiljade godina da se sa 600 C ohladi na 100 C - upravo to je suevit, dva milenijuma pečena stena.

Udar je izbacio 150 kubnih kilometara stena i ispremeštao 1000 kubnih kilometara. Ovo je napravilo potres magnitude 8 i zaustavilo tok reke Majne, praveći jezero površine 500km2, sve do današnjeg Nirnberga. Udarnom talasu koji se kroz atmosferu provukao do svake tačke na Zemljinoj površini je trebalo 17 sati da stigne do antipoda (suprotne i najudaljenije tačke planete) a i tamo se detonacija čula na 40 decibela.

Niko ne zna koliko je bila visoka pečurka nakon eksplozije. Možda bi bila vidljiva hiljadu kilometara od mesta udara, a možda bi to upravo ovako izgledalo na horizontu - na slici je istini za volju parhelion a ne pečurka:

 Paralela sa A bombom svakako i ovde postoji - i nuklearne eksplozije mogu da naprave slične geološke fenomene. Tu se radi u prvom redu o udarnom staklu kod podzemnih atomskih proba koga je puna podzemna dvorana nastala nakon eksplozije (ove dvorane ili komore se uobičajeno same urušavaju nakon nekoliko sati ili dana od eksplozije, tako da nemamo direktnih primera ali pretpostavljamo).

Vrlo brzo nakon što se pročulo naučnim svetom da ovde imamo veliki meteorski krater, NASA je iskoristila priliku. Ekipa Apola 14 sa Alenom Šepardom kao šefom misije je ovde boravila 1970. godine. Uprkos velikoj medijskoj pompi cilj je bio nešto sasvim drugo: naučiti astronaute da makroskopski i lupom uspeju da prepoznaju udarne stene. Toga bi po Mesecu trebalo da bude u izobilju, ali itekako bi koristilo kad se ne bi materijal skupljao nasumice - treba imati u vidu da su tadašnji astronauti u suštini bili utrenirani avanturisti koji su prethodno služili kao vojni piloti; dakle, nisu bili u startu suvi intelektualci. Danas je obrnuto, astronauti najčešće imaju raznorazne fakultetske diplome koje ih čine itekako kredibilnim u naučnom svetu, ali u vreme nastanka rokenrola kad su se glave gubile u svemiru izuzetno lako, to je sve bilo drugačije i bilo je potrebe da upravo tako bude. 

Astronauti zapravo tih dana nisu gubili vreme - postoje živi svedoci među Nemcima da je tih dana skočila potrošnja Oettinger piva koje se proizvodi u istoimenom gradiću na severnom rubu kratera. Priča se i da je sve to bilo u naučne svrhe. Dotično pivo ni danas nije skupo ali je dobro, što je verovatno i bilo presudno da zauzvrat kasnije nemački instituti dobiju izdašne količine Mesečevih stena za proučavanje.