Prije 14,5 milijuna godina tjedni koji su prethodili danu nakon kojeg u južnoj Njemačkoj više nije bilo isto, su vjerojatno bili kao i svi ostali u tom geološkom razdoblju. To je bilo doba tzv. miocenskog klimatskog optimuma. Umjerena klima koja je tada vladala bila je u prosjeku 4-9°C toplija od današnje. Krajobraz današnje Njemačke bio prekriven gustim šumama, travnjacima, močvarama i rijekama, punim različitog bilja i životinja.
Sve se desilo brzo. Prvo jarka svjetlost i zaglušujuća buka. Zatim snažan udarac koji je podigao visoko u zrak ogromne količine kamenja i prašine zbog čega je zavladao privremeni mrak. Tišina i prizor koji je uslijedio kada se sve umirilo vjerojatno je bio zastrašujući desecima kilometara uokolo. Krajobraz kakav je dotad postojao, zajedno sa svim živim bićima s lica Zemlje izbrisan je u trenu. Ogromni asteroid promjera oko 1 km svom je silinom, pri brzini od 70.000 km/h, udario u Zemlju na mjestu gdje se danas nalazi grad Nördlinger između Franačke i Švapske Jure u njemačkom sredogorju. Na njega i danas podsjeća veliki udarni krater čiji je promjer čak 26 kilometara! Asteroid nije bio sam – pratio ga je satelit (trabant) promjera 150-200 m koji je udario na području današnjeg Steinheimera, 40 km JI od Riesa.
Slika 1. Geografski smještaj kratera Ries. Izvor: Geopark Ries, URL 1
Prva posljedica udara bio je krater dubine do 4,5 km (sl. 2). U trenutku samog udara (impakta) pritisak je iznosio više milijuna bara, a temperatura je dosezala 20-ak tisuća stupnjeva Celzijevih. To je izazvalo taljenje stijena i ispravanje ogromnih razmjera i stijena i samog asteroida. Pretpostavljeni volumen rastaljenih stijena je 5-8 km3 (Stöffler i dr 2011). Uslijed povećanog tlaka i temperature u Zemljinoj kori počelo je formiranje novih minerala i stijena. Smrvljene stijene i prašinu udar je izbacio u atmosferu do 100 km visine i na udaljenost veću od 50 km. Od užarenog materijala u atmosferi nastao je oblak u obliku gljive.
Slika 2: Postanak i razvoj kratera Ries. Izvor ilustracije: Geopark Ries, URL 1.
Duboki krater nije dugo opstao. Dno kratera već se nakon oko prve minute od udara počinje izdizati u svom središtu. Istovremeno je s njegovih padina počelo odronjavanje i osipanje kamenja i velikih blokova što mu smanjuje dubinu, ali povećava promjer. Središnje uzvišenje nakon toga se počinje urušavati i formirati uzdignuti unutarnji kristalinski stjenoviti rub u obliku prstena koji okružuje dno kratera. Ovi procesi završavaju nakon svega nekoliko minuta. Rasuti materijal iz oblaka počinje padati na tlo. Taloženjem nastaje novi sloj naslaga debeo oko 100 m. Pojas između unutarnjeg i vanjskog izdignutog prstena ispunjen je ogromnim razbacanim blokovima stijena koje je udar izbacio iz Zemljine kore (sl. 3). To su veliki blokovi izvornih (alohtonih) stijena, ali i onih koje su preobražene djelovanjem visokog tlaka i temperature. Zbog veličine ta se zona naziva zonom megablokova. Pored navedenih stijena tu su se nataložile i zdrobljene stijene koje su s padina kratera “skliznule” i kotrljale se prema unutrašnjosti. Nakon svih ovih procesa krater je dubok 300-400 m.
Slika 3: Panoramska fotografija kratera. Lijepo je vidljiv u reljefu do 200 m izdignuti vanjski prsten kratera, dodatno naglašen oblacima. Unutrašnji prsten teško je uočljiv jer se sastoji od razdvojenih brežuljaka koji se izdižu svega oko 50 m iznad dna. Izvor: Terrestrial Impact Craters, URL 2
Nove stijene na mjestu udara
Ovaj je događaj kao rezultat imao novu stijenu koja u ovom okolišu do tada nije postojala – suevit (Zebec 1979; sl. 4). S obzirom da je nastao udarom i da se sastoji od dijelova lokalnih stijena iz Zemljine kore svrstavamo ga u tzv. impaktne (udarne) breče. Podsjetimo se – breča je stijena koja se sastoji od zdrobljenih dijelova različitih starijih stijena koje su nekim mineralnim vezivom povezane u novu stijenu. Zbog svog izgleda s većim komadima i sitnozrnatim mineralnim vezivom (“cementom”) podsjeća na beton. Suevit kratera Ries sastoji se od razbijenog granita i gnajsa koji gradi ovaj dio njemačkog sredogorja te od grudica rastaljenih stijena. Stijena nije jednolična jer su dijelovi nastajali u uvjetima različitih tlakova i temperatura što je izazvalo različitu preobrazbu (metamorfozu). Upravo suevit je pomogao geolozima da otkriju postanak kratera budući da su u njegovom sastavu nađene forme minerala kvarca (SiO2) nastalih u uvjetima visokoga tlaka i temperature – koesita i stišovita (nazvanog tko po ruskom fizičaru Sergeju Stišovu koji ga je sintetizirao 1961. godine). Oba minerala su u Zemljinoj kori izuzetno rijetka, no izvrsni su pokazatelji ovakvih događaja jer je za njihov nastanak potreban izuzetno veliki tlak (>25 kbara) i visoka temperatura (iznad 700°C) – uvjeti kakvi npr. vladaju u unutrašnjosti Zemlje na dubinama od 70 km. Interesantno je da je koesit nazvan prema kemičaru Loringu Coesu Jr. koji ga je sintetizirao 1953. godine. U prirodi su ga 1960. godine otkrili američki geolozi Edward Chao i Eugene Shoemaker i to u krateru Barringer kraj Flagstaffa u Arizoni (SAD). Od tada se pojava tog minerala smatra dokazom impakta – udara asteroida. Ovi su znanstvenici na isti način potvrdili porijeklo i kratera Ries, za kojeg se prije smatralo da je vulkanski krater (sl. 5). Ovi minerali, koji su tipični za udarima preobražene stijene, smatraju se dokazima udara kozmičkih tijela u Zemlju, ali i druga nebeska tijela.
Slika 4. Geološki profil (A) i prostorni raspored impaktnih stijena oko kratera (B). Izvor: A – Planetary Science Institute (URL 3) i B – Geopark Ries (URL 1).
Interesantan je razvoj događaja vezan uz pijesak koji je nekada pokrivao ovo područje. S obzirom da je bogat silicijevim dioksidom, u uvjetima visoke temperature se rastalio pa je nastalo staklo u obliku sitnih čestica (tektiti) i kuglica (sferule) koje je udar raspršio u atmosferu (Marjanac i Hrupec 2015). “Kiša” staklenih kuglica padala je do 450 km uokolo. Nastalo je i zeleno impaktno staklo, poznato kao moldavit, koje se danas naći ne samo u Njemačkoj, nego i u Austriji i Češkoj (URL 4).
Zanimljivo je da se na lokaciji, u suevitu, nalazi i velika količina sitnih dijamanata (nastalih preobrazbom naslaga grafita) čija se masa procjenjuje na oko 72 tisuće tona! Jedini je problem što je prosječna veličina tih dijamanata svega 0,2 mm… Suevit se koristi kao arhitektonski kamen još od vremena vladavne Rimljana pa turisti iz cijelog svijeta posjećuju Ries i dive se njegovoj “svjetlucavoj” arhitekturi. Iako je lijep i dekorativan, zbog razlika u sastavu i otpornosti fragmenata od kojih je sastavljen, pokazao se podložnim ubrzanom trošenju i oštećivanju. Danas se zbog toga koristi u industriji cementa kao dodatak koji mu poboljšava svojstva.
Miješanjem kamenja nastalog raspadanjem starijih stijena i premještanjem oko kratera nastao je sloj breče poznate kao Bunte breccia (“šarena breča”). Njen se sastav na različitim lokacijama jako razlikuje, a sastoji se od čestica veličine praha do kilometar velikih blokova. Ova je breča nastala u uvjetima manjeg tlaka i niže temperature nego suevit.
Slika 5: S obzirom da su rubovi kratera uslijed djelovanja geomorfoloških procesa u proteklih 14 mil. godina mijenjani pa su slabo izraženi u krajobrazu, postanak Riesa je dokazan na temelju imapktnih minerala. Prije toga znanstvenici su smatrali da se radi o vulkanskom krateru. Gore: Krater Ries na prikazu Google Earth; dolje. Digitalni model reljefa, izvor: NASA Earth Observatory, URL 4
Ove su naslage tijekom pleistocena i holocena prekrivene mlađim sedimentima. Na njima je nastalo plodno tlo pogodno za uzgoj kukuruza i drugih kultura. Kvarcni pijesci koriste se za nasipavanje različitih sportskih borilišta, golf igrališta i hipodroma. Šarene breče se, zbog visokog udjela glina i vapnenca, koriste u opekarstvu i industriji građevinskog materijala. U ljeto 1970. godine na području kratera održan je trening NASA-inih astronauta koji su učili o posebnim vrstama stijena i minerala karakterističnim za ovakve kratere kako bi što uspješnije birali uzorke u misijama na Mjesec. Kasnije su ovdje s istom svrhom obučavani astronauti Europske svemirske agencije.
Oživljavanje kratera Ries
Udar asteroida i nastanak kratera Ries bio je događaj katastrofalnih razmjera. No, zahvaljujući fosilnim ostacima, znanstvenici su otkrili da se unutar kratera postupno formiralo hranjivim tvarima bogato slano jezero u koje se nakon nekog vremena počeo vraćati život. Zanimljivi grebeni nastali su djelovanjem zelenih algi koje su rasle po unutarnjem prstenu. Na dnu su nađene gline, a uz obale naslage karbonatnih pijesaka pune fosila – crva, larvi kukaca, rakova, ljuskara (sićušnih račića) po sastavu sličnima onim u današnjim slanim jezerima sušnih područja. Jezero nije obilovalo vrstama, ali populacije su bile brojne. Oko 2 milijuna godina kasnije, tik prije nego je zapunjeno sedimentima, slano jezero preobrazilo se u slatkovodno jezero. Oko njega se naseljavaju mali sisavci i ptice.
Nacionalni geopark Ries
Zahvaljujući georaznolikosti i njome uvjetovanom krajobraznom raznolikošću, krater Ries je proglašen nacionalnim geoparkom. Nacionalni geoparkovi Njemačke su područja jedinstvenih geoloških i geomorfoloških posebnosti od znanstvenog značenja, jedinstvenosti i ljepote. U Njemačkoj trenutno postoji 18 nacionalnih geoparkova certificiranih od strane zaklade GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung (URL 1), a 8 od njih je dio UNESCO-ve globalne mreže geoparkova. Među njima je i Ries koji je na UNESCO-vu listu uvršten 2022. godine. Pored certificiranih, još je 6 geoparkova bez certifikata nacionalnog geoparka.
Slika 5: Geoparkovi Njemačke. Izvor: Geopark Ries, URL 1.
Po čemu je Geopark Ries jedinstven?
Radi se o najbolje očuvanom udarnom krateru Europe. Krater danas ima promjer 25 km, zaravnjenog je dna dok su mu rubovi istisnuti udarom izdignuti i do 200 m. Zanimljiva je i njegova okolica s brojnim primjerima istisnutih masa stijena. Površina geoparka je 1.750 km2. U njemu je smješteno 53 naselja u 5 distrikata. Veći dio geoparka je u pokrajini Bavarskoj (83 %), a ostatak u pokrajini Baden-Württemberg. U geoparku je osnovan i muzej Ries Krater Museum posvećen postanku ovog i drugih impaktnih kratera u svijetu. Od 1998. u gradu Nördlingenu, koji se nalazi unutar samog kratera, djeluje Centar za krater Ries i istraživanje impakta (ZERIN). Centar je posvećen edukaciji i istraživanju. U njemu se čuvaju i znanstvenicima su dostupne kamene jezgre iz bušotina koje su izbušene do dubine od 1206 m. Na njima se mogu proučavati geološke posebnosti kratera, njegovih minerala i stijena. Za geoturiste, posjetitelje koji ciljano posjećuju geolokalitete napravljeno je 6 poučnih staza.
Zahvaljujući blagoj klimi i plodnim tlima područje kratera naseljeno je od starijeg kamenog doba (sl. 6). Svoje tragove, vidljive na nekoliko arheoloških nalazišta, ostavili su Kelti i Rimljani. Bogata je i srednjevjekovna kulturno-povijesna baština pa je turizam i u ovom pretežno ruralnom području postao važna grana gospodarstva. Lijepo je kad tome doprinosi i geobaština.
Slika 6: Današnji krajobraz kratera Ries gotovo ničime ne ukazuje na dramatični događaj od prije 15 milijuna godina. Izvor: Geopark Ries, URL 1.