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Kasten 5.3 Kursker Magnetanomalie
Bei Kursk (Russland) sollte man nicht versuchen, sich mit einem
Kompass zu orientieren. Die stärkste Anomalie des Erdmagnet-
felds, die Kursker Magnetanomalie (KMA), wird durch die
weltweit größte Konzentration von Bändereisenerzen im von
jüngeren Sedimenten überdeckten präkambrischen Kraton
ausgelöst. Die BIF entstanden in vier unterschiedlichen Zeit-
spannen. Die ältesten (Oboyan-Gruppe, 3150 Mio. Jahre)
befinden sich in hochgradig metamorphen Gneisen und sind
stark umgewandelt. Es folgen BIF in einem Grünsteingürtel
aus dem mittleren Archaikum (3150 bis 2500 Mio. Jahre,
Mikhailovka-Gruppe). Am größten und mit dem höchsten
Erzgrad sind die BIF der paläoproterozoischen Kursk-Gruppe
(2500 bis 2300 Mio. Jahre), weitere etwas jüngere folgen über
einer Diskordanz in der Oskol-Gruppe. Einige Vorkommen
wurden während der Metamorphose und durch lateritische
Verwitterung zu hochgradigen Erzen angereichert (Belykh et al.
2007), das in mehreren großen Tagebauen gefördert wird.
Die in der Region vorhandene Eisenmenge ist enorm, aber nur
ein kleiner Teil ist wirtschaftlich förderbar.
riten ( 7 Abschn. 5.11 ) passiert (Morris 1985, 2002) oder durch
hydrothermale Lösungen während der Metamorphose (Taylor
et al. 2001, 2002).
Vor etwas mehr als 1,8 Milliarden Jahren hörte weltweit die
Sedimentation von BIF auf. Das könnte daran liegen, dass zu
diesem Zeitpunkt auch das Wasser der Tiefsee bereits Sauerstoff
enthielt und der Gehalt an gelöstem Eisen im Meerwasser ent-
sprechend gering war. Nach der klassischen Theorie war das ein
gradueller Prozess, aber auch der Einschlag eines Meteoriten
könnte der Grund gewesen sein ( 7 Kasten 5.4 ). Allerdings gibt es
auch Hinweise, dass die Ozeane noch immer weitgehend sauer-
stofffrei und eisenreich waren (Poulton et al. 2010). Demnach
bildete sich jedoch in mittlerer Wassertiefe, zwischen dem sauer-
stoffreichen Oberflächenwasser und dem anoxischen und eisen-
reichen Wasser der Tiefsee, eine weitere Schicht aus, die anoxisch
und H 2 S-reich (euxinisch) war (siehe auch 7 Abschn. 5.1 ). Diese
Schicht kam in einem mindestens 100 km breiten Streifen ent-
lang der Küsten vor und bewirkte, dass aufströmendes Fe 2+ als
Pyrit ausgefällt und in Tonsteinen abgelagert wurde. Somit wären
sulfatreduzierende Bakterien für den plötzlichen Wechsel ver-
antwortlich. Die euxinische Zone entsteht, wenn mehr als dop-
pelt so viel H 2 S gebildet wie gelöstes Fe 2+ zugeführt wird, denn
dann bleibt nach der Fällung von FeS 2 überschüssiges H 2 S übrig.
Noch ein weiterer Faktor könnte eine Rolle spielen: Nach Wang
et al. (2009) wird bei der hydrothermalen Alteration von Koma-
tiit ( 7 Abschn. 3.4 ) am Meeresboden besonders viel Eisen und
Silizium ausgelaugt, während die Alteration von Basalt zu hydro-
thermalen Fluiden mit deutlich geringerem Eisengehalt führt.
Dieses ultrabasische Vulkangestein war im Archaikum häufig
und wurde später immer seltener gebildet. Da die ozeanische
Kruste ständig durch Subduktion und Neubildung erneuert
wird, hat das möglicherweise die Hydrothermalsysteme verän-
dert und den Eintrag von Eisen ins Meer verringert. Eigentlich
war nach dem schwerwiegenden Ereignis vor rund 1,8 Milliar-
den Jahren die Entstehung von BIF unmöglich. Die jüngeren BIF
vom Rapitan-Typ konnten nur entstehen, als es während des
Snowball-Earth-Szenarios ( 7 Kasten 5.5 ) kurzfristig zu einem
zumindest teilweise anoxischen Ozean kam. In den oxidierten
Ozeanen des Phanerozoikums konnten hingegen nur die an-
schließend besprochenen Eisenoolithe oder direkt an einer
heißen Quelle die hydrothermalen Eisenlagerstätten vom Lahn-
Dill-Typ ( 7 Abschn. 4.18 ) entstehen.
Kasten 5.4 Beendete ein Meteoriteneinschlag die Bildung der BIF?
Der Grund für das abrupte Ende der Entstehung von Bänder-
eisenerzen war bisher rätselhaft. Einen Hinweis könnten die
BIF am Oberen See in Kanada und den USA geben. Dort werden
die gebänderten Erze von Ablagerungen überlagert, die man
jetzt als Auswurfmassen des Sudbury-Impakts erkannt hat.
Dieser Einschlag erfolgte vor rund 1,85 Milliarden Jahren und
hinterließ einen Krater von mindestens 200 km Durchmesser -
der zweitgrößte bisher bekannte auf der Erde. Dieser Einschlag
hat demnach wohl nicht nur die reichsten Nickellagerstätten
der Erde beschert (
an der Einschlagstelle rund 1000 m hohe Tsunamis entstehen.
In 3000 km Entfernung wären sie immer noch über 100 m hoch.
Diese Wellen, zusammen mit den auf den Impakt folgenden
untermeerischen Rutschungen und weiteren Impaktfolgen,
hätten den präkambrischen Ozean regelrecht umgerührt. Da
damals alle Kontinentalmassen in einem Superkontinent vereint
waren, konnten sich die Wellen über einen großen Ozean auch
weitgehend ungestört ausbreiten. Der durchmischte Ozean
enthielt jetzt auch in den tieferen Lagen genug Sauerstoff,
um alles zweiwertige Eisen rechtzeitig aus dem Verkehr zu
ziehen und als dreiwertiges Eisen in den Sedimenten ab-
zulagern, bevor es durch Meeresströmungen in die Bildungs-
gebiete der gebänderten Eisenerze transportiert werden konnte
(Slack & Cannon 2009).
Abschn. 3.3.5), sondern möglicherweise
auch direkt mit dem Ende der gebänderten Erze zu tun. Der
Ozean damals hatte vermutlich eine dünne sauerstoffhaltige
Oberflächenschicht, während das tiefere Wasser quasi sauer-
stofffrei war. Schlägt ein Rund 10 km durchmessender Asteroid
in 1000 m tiefes Wasser, so würden Modellrechnungen zufolge
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