CRÁTER DE IMPACTO DE CHESAPEAKE

por: Charles O’Dale

• Tipo: Complejo
• Edad ma: 33,99 ± 0,71 Ma a – EOCENO
• Diámetro: ~85 b km
• Ubicación: N 37° 17′ O 76° 01′
• Metamorfismo de choque: la matriz de brechas incluye cantidades de trazas de cuarzo conmocionado (Poag).

a (U‐Th)/He edad de 33,99 ± 0,71 Ma (2σ incertidumbres n = 2; desviación ponderada cuadrada media = 2,6; probabilidad = 11%), que se interpreta como la edad (U‐ésimo)/He de formación de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake. (Biren et al 2019)

b El borde del cráter Chesapeake es un límite entre el agua subterránea salada dentro de los confines del cráter y el agua subterránea dulce en el exterior.

Hace unos 35 millones de años, un impactador de 3 a 5 kilómetros de diámetro golpeó el Océano Atlántico occidental en una plataforma poco profunda, creando el cráter de impacto de la bahía de Chesapeake. En este momento el nivel del mar era mucho más alto y la costa estaba en las cercanías de Richmond, Virginia. El cráter está aproximadamente a 200 km al sureste de Washington, D. C. y ahora está enterrado a 300-500 metros por debajo de la parte sur de la bahía de Chesapeake. El análisis del perfil sísmico ha determinado que el cráter tiene 85 km de diámetro y 1,3 km de profundidad. Es un cráter de anillo de pico complejo con un borde interior y exterior, un canal anular de piso relativamente plano y una cuenca interior que penetra en el sótano. La cuenca interior incluye una elevación central rodeada por una serie de valles y crestas concéntricos.

Un lecho de escombros de 1,3 km de espesor de brecha de impacto llena el cráter y forma una fina manta de eyecciones a su alrededor. La compactación de esta brecha produjo un diferencial de hundimiento, haciendo que la superficie terrestre sobre la brecha permaneciera más baja que la superficie terrestre sobre los sedimentos fuera del cráter. Otra consecuencia del impacto es que todos los acuíferos subterráneos fueron truncados y excavados por el impacto. En lugar de esos acuíferos hay un depósito de agua salada 1,5 veces más salada que el agua de mar normal.

(U‐Th)/He datación de circones de eyecciones de impacto distal de la bahía de Chesapeake del sitio ODP 1073

21 Junio 2019

Resumen

La datación de cristal único (U‐Th)/He se ha llevado a cabo en 21 granos de circón detrítico extraídos de una muestra de núcleo del sitio 1073 del Proyecto de Perforación Oceánica (ODP), que se encuentra a ~390 km al noreste del centro de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake. La obtención de imágenes ópticas y electrónicas en combinación con microanálisis de rayos X por dispersión de energía (EDS) de granos de circón de este sedimento del Eoceno tardío muestra clara evidencia de metamorfismo de choque en algunos granos de circón, lo que sugiere que estos cristales de circón impactados son eyecciones distales de la formación de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake de ~40 km de diámetro. Las fechas (U-Th / He) para los cristales de circón de este sedimento varían de 33,49 ± 0,94 a 305,1 ± 8.6 Ma (2σ), lo que implica variabilidad cristal a cristal en el grado de restablecimiento relacionado con el impacto de la sistemática (U‐Ésimo)/He y una gama de diferentes fuentes posibles. Los dos granos de circón más jóvenes producen una media ponderada de varianza inversa (U‐ésimo)/He de edad de 33,99 ± 0,71 Ma (2σ incertidumbres n = 2; desviación ponderada cuadrada media = 2,6; probabilidad = 11%), que se interpreta como la edad (U-ésimo)/He de formación de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake. Esta edad está de acuerdo con K/Ar, 40Ar/39Ar, y las fechas de la pista de fisión para tectitas del campo sembrado de América del Norte, que se han interpretado como asociadas con el evento de impacto de la bahía de Chesapeake.

La mayoría de los ríos de la zona, como el Rappahannock, fluyen hacia el sureste hasta el Atlántico. En contraste, los ríos York y James hacen giros bruscos hacia el noreste, donde el borde exterior del cráter atraviesa la península de York-James inferior. Las desviaciones abruptas de los cursos inferiores de los ríos James y York (indicadas por los pequeños círculos en el mapa de arriba) coinciden con el borde del cráter Chesapeake. La causa de estas desviaciones es el hundimiento diferencial de la roca del campo en expansión en comparación con la brecha dentro del cráter de impacto de la bahía de Chesapeake, forzando un hundimiento estructural sobre la brecha en declive. Las desviaciones del río están en el» borde » de este hundimiento.

De septiembre a diciembre de 2005, el ICDP, en colaboración con el Servicio Geológico de los Estados Unidos, perforó un pozo profundo, cuya profundidad prevista era de 2,2 km, en la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake, Virginia (Estados Unidos de América). Bahía de Chesapeake, en ca. diámetro de 85-90 km (Poag et al. 2004), es una de las estructuras de impacto más grandes de la Tierra y, con 35 millones de años, una de las mejor conservadas conocidas en la Tierra. Se formó dentro de un objetivo de 3 capas, un sótano cristalino cubierto por una secuencia de cubierta sedimentaria bien estratificada, a su vez debajo de un océano poco profundo de ca. 200 m de profundidad. Por lo tanto, la secuencia objetivo es muy similar a la del impacto de Chicxulub, aunque la profundidad del agua para el cráter de la Bahía de Chesapeake era mucho mayor. La estructura de la bahía de Chesapeake es de interés para una serie de geodisciplinas. Su ubicación en un margen continental pasivo ha evitado perturbaciones tectónicas posteriores al impacto. La deposición marina se reanudó inmediatamente después del impacto, lo que llevó a un entierro rápido de las formaciones de impacto y, por lo tanto, a una buena conservación. La parte superior de la lente de breccia dentro del cráter ha sido reelaborada extensivamente por fuerzas ambientales inmediatamente posteriores al impacto, incluidas corrientes de alta energía y posiblemente tsunamis. La perforación se realizó en el foso del cráter, pero cerca de la elevación central, para obtener una secuencia de impactos y sedimentos posteriores al impacto lo más gruesa y sin perturbaciones posible. El objetivo era llegar al suelo del cráter, principalmente para estudiar la barometría de choque, los efectos hidrotermales debajo del cráter y las posibles inyecciones de brechas/brechas in situ.

Coesita en suevas de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake 1
John C. Jackson, J. Wright Horton Jr., I-Ming Chou, Harvey E. Belkin
RESUMEN
La aparición de coesita en suevas de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake se confirma dentro de una variedad de dominios texturales in situ mediante espectroscopia Raman por primera vez y en granos separados mecánicamente por difracción de rayos X. Las microtexturas de coesita identificadas in situ investigadas bajo luz transmitida y por microscopio electrónico de barrido revelan que la coesita es de granos de tamaño micrométrico (1-3 µm) dentro de sílice amorfa de clastos fundidos por impacto y como granos de tamaño submicrométrico y agregados policristalinos dentro de granos de cuarzo conmocionados. Los granos de cuarzo que contienen coesita están presentes tanto idiomórficamente con márgenes de grano originales intactos como como granos muy tensos que sufrieron deformación plástica producida por golpes. La coesita se presenta comúnmente en granos de cuarzo deformados plásticamente dentro de dominios que aparecen de color marrón (tostados) en la luz transmitida y rara vez dentro del cuarzo de textura esferoidal. La coesita probablemente se desarrolló por un mecanismo de transformación de estado sólido a partir de cuarzo precursor. La espectroscopia Raman también mostró una serie de picos no identificados asociados con granos de cuarzo conmocionados que probablemente representan fases de sílice no identificadas, posiblemente incluyendo una fase similar a la moganita que no se ha asociado previamente con la coesita.

1 La preservación metaestable de coesita y stishovita requiere un enfriamiento rápido antes de la amorfización. La stishovita es inestable por encima de aproximadamente 300-600°C, mientras que la coesita es estable hasta aproximadamente 1100°C, lo que sugiere que los granos de cuarzo estudiados aquí se apagaron a temperaturas relativamente altas posteriores al choque que excedían el rango de estabilidad de la stishovita, pero dentro del rango de estabilidad que facilita la preservación de la coesita.

Meteorítica & Ciencia Planetaria 24 de marzo de 2016

Establecer el vínculo entre la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake
y el campo sembrado de tektitas de América del Norte: La evidencia isotópica Sr-Nd
Alexander DEUTSCH1 y Christian KOEBERL
Resumen: La estructura de impacto de la bahía de Chesapeake, que tiene aproximadamente 35 Ma de antigüedad, se ha propuesto previamente como el posible cráter de origen de la tektites (NAT). Aquí presentamos los datos principales y de elementos traza, así como los primeros datos de isótopos Sr-Nd para muestras de núcleos de perforación y afloramientos de litologías objetivo, brechas de relleno de cráteres y sedimentos posteriores al impacto de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake. Los sedimentos no consolidados, del Cretácico al Eoceno medio en edad, tienen ∍Srt = 35,7 Ma de +54 a +272, y N Ndt = 35,7 Ma que van de -6,5 a -10,8; una muestra del basamento granítico con una edad del modelo TNdCHUR de 1,36 Ga produjo un Sr Srt = 35,7 Ma de +188 y un N Ndt = 35,7 Ma de -5,7. La brecha Exmore (relleno de cráter) se puede explicar como una mezcla de los sedimentos objetivo medidos y el granito, más un componente aún indeterminado. Los sedimentos post-impacto de la formación Chickahominy tienen edades ligeramente más altas del modelo TNdCHUR de aproximadamente 1,55 Ga, lo que indica una contribución de algunos materiales más antiguos. Los bediásitos recién analizados tienen los siguientes parámetros isotópicos: +104 a +119 (∍Srt = 35,7 Ma), -5,7 (N Ndt = 35,7 Ma), 0,47 Ga (TSrUR) y 1,15 Ga (TNdCHUR), lo que está en excelente acuerdo con los datos publicados previamente para muestras del campo esparcido de NAT. Las rocas objetivo con composición isotópica Sr altamente radiogénica, como se requiere para explicar las características isotópicas de las tectitas del sitio 612 del Proyecto de Perforación en Alta Mar (DSDP), no se encontraban entre el conjunto de muestras analizadas. En base a los nuevos datos de isótopos, excluimos cualquier relación entre los NA tektites y el cráter de impacto Popigai, aunque tienen edades idénticas dentro de los errores de 2s. La estructura de la bahía de Chesapeake, sin embargo, ahora está claramente limitada como el cráter de origen de las tectitas norteamericanas, aunque el conjunto de datos actual obviamente no incluye todas las litologías objetivo que han contribuido a la composición de las tectitas.

Meteorítica & Ciencia Planetaria 41, Nr 5, 689-703 (2006)

Confirmación de un componente meteorítico en rocas fundidas por impacto de la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake, Virginia, EE.UU.-Evidencia de isótopos de osmio y sistemática de PGE
S. R. Lee, J. W. Horton Jr.y R. J. Walker
Resumen
Se determinaron las proporciones de isótopos de osmio y las concentraciones de elementos del grupo de platino (PGE) de rocas fundidas por impacto en la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake. Las rocas fundidas por impacto provienen de la parte con núcleo de una sección de cráter inferior de brechas de clastos cristalinos suevíticos en un agujero de prueba científica de 823 m sobre la elevación central en Cape Charles, Virginia. Las proporciones de 187os/188Os de rocas fundidas por impacto oscilan entre 0,151 y 0,518. Las concentraciones de elementos del grupo renio y platino (PGE) de estas rocas son de 30 a 270?? concentraciones más altas que en el gneis del sótano, y junto con los isótopos de osmio indican un componente meteorítico sustancial en algunas rocas fundidas por impacto. Debido a que las abundancias de PGE en las rocas fundidas por impacto están dominadas por los materiales objetivo, las proporciones interelementales de las rocas fundidas por impacto son altamente variables y no cóndríticas. La naturaleza química del proyectil para la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake no se puede restringir en este momento. Los cálculos de mezcla de modelos entre componentes condríticos y corticales sugieren que la mayoría de las rocas fundidas por impacto incluyen un componente meteorítico a granel de 0,01-0,1% en masa. Varias rocas de fusión por impacto con las proporciones iniciales más bajas de 187Os/188Os y las concentraciones más altas de osmio podrían haberse producido mediante adiciones de 0,1% a 0,2% de un componente meteorítico. En estas muestras, hasta el 70% de la Sg total puede ser de origen meteorítico. En las proporciones calculadas de un componente meteorítico (0.01-0.1% en masa), ninguna mezcla de las rocas objetivo investigadas y los sedimentos puede reproducir las abundancias de PGE observadas de las rocas fundidas por impacto, lo que sugiere que otros procesos de enriquecimiento de PGE operaron junto con la contaminación meteorítica. Las posibles explicaciones son 1) la participación de materiales objetivo sin muestrear con altas abundancias de PGE en las rocas fundidas por impacto, y 2) fraccionamientos variables de PGE durante eventos syn a post-impacto.

The Meteoritical Society, 2006.

Petrografía, mineralogía y geoquímica de arenas de grava profunda en el núcleo Eyreville B, estructura de impacto de la bahía de Chesapeake
Katerina Bartosova, Susanne Gier, J. Wright Horton Jr., Christian Koeberl, Dieter Mader y Henning Dypvik
Resumen
Los núcleos de perforación ICDP–USGS Eyreville en la estructura de impacto de la bahía de Chesapeake alcanzaron una profundidad total de 1766 m y comprenden (de abajo hacia arriba) esquistos y granitos/pegmatitas derivados del sótano, brechas de impacto, en su mayoría arena de grava mal litificada y bloques cristalinos, una losa granítica, brechas sedimentarias y sedimentos postimpactos. La sección de arena con grava y bloques cristalinos forma un intervalo de aproximadamente 26 m de espesor que incluye un bloque de anfiolita y rocas de gneis y suevita cataclásticos. Tres arenas de grava (basal, media y superior) se distinguen dentro de este intervalo. Las arenas de grava están mal ordenadas, soportadas por el clasto y generalmente masivas, pero la clasificación de tamaños crudos y las capas discontinuas sutiles ocurren localmente. El cuarzo y el feldespato K son los principales minerales del tamaño de la arena y la esmectita y la caolinita son los principales minerales de arcilla. Otros granos minerales ocurren solo en cantidades accesorias y los clastos líticos son escasos (solo unos pocos vol%). Las arenas de grava son ricas en sílice (~80% en peso de SiO2). Las tendencias con profundidad incluyen una ligera disminución del SiO2 y un ligero aumento del Fe2O3. La arena de grava basal (debajo de la roca de cataclasita) tiene un contenido de SiO2 más bajo, menos feldespato K y más mica que las arenas más altas, y contiene más clastos líticos y partículas de fusión que probablemente se reelaboran a partir de la suevita subyacente. La arena de grava media (debajo del bloque de anfibolita) es de grano más fino, contiene minerales de arcilla más abundantes y muestra composiciones químicas más variables que la arena de grava superior (encima del bloque). Nuestros resultados mineralógicos y geoquímicos sugieren que las arenas de grava son depósitos de avalanchas derivados probablemente de la Formación de Potomac no marino en la parte inferior de la capa sedimentaria objetivo, en contraste con los diamictones poliméricos más altos en el núcleo que se han interpretado como flujos de desechos de resurgimiento oceánico, lo que está de acuerdo con interpretaciones anteriores. La mineralogía y geoquímica de las arenas de grava son típicas de una fuente pasiva del margen continental. No hay mezcla discernible con sedimentos marinos (no se han observado microfósiles marinos de glauconita o paleógeno) durante la movilización y redeposición del impacto. El bloque de anfiolita y la roca cataclasita sin enclavamiento podrían haberse originado en las partes exteriores del cráter transitorio.
Meteorítica y Ciencia Planetaria 2010

The Toms Canyon structure, New Jersey outer continental shelf: A possible late Eocene impact crater

C. Wylie PoagL.J. Poppe
Resumen
La estructura de Toms Canyon (~20-22 km de ancho) se encuentra en la plataforma continental exterior de Nueva Jersey por debajo de 80-100 m de agua, y está enterrada por ~ 1 km de estratos sedimentarios del Eoceno superior al Holoceno. La estructura muestra varias características típicas de los cráteres de impacto terrestres (piso plano, borde con fallas hacia arriba, relleno sedimentario con brechas), pero varias otras características son atípicas (una manta eyectada inusualmente delgada; falta de una cuenca interior, anillo de pico o pico central; estar casi completamente lleno de brechas). Los análisis sismoestratigráficos y bioestratigráficos muestran que la estructura se formó durante el biochron foraminífero planctónico P15 de principios a mediados del Eoceno tardío. La unidad de llenado es estratigráficamente correlativa con el núcleo de eyecciones de impacto en el Sitio 612 del Proyecto de Perforación en Alta Mar (DSDP) y en los Sitios 903 y 904 del Programa de Perforación Oceánica (ODP) (22-35 km al sureste de la estructura de Toms Canyon). La unidad de relleno de Toms Canyon también se correlaciona con la brecha Exmore, que llena el cráter de impacto de la Bahía de Chesapeake, mucho más grande (90 km de diámetro; 335 km al suroeste). Sobre la base de nuestros análisis, postulamos que la estructura de Toms Canyon es un cráter de impacto, formado cuando un grupo de meteoritos relativamente pequeños se acercó al sitio objetivo teniendo ~N 50 °E, y golpeó el fondo marino oblicuamente.

Sitio del Proyecto de perforación en alta Mar 612 evento de bólidos: Nueva evidencia de un depósito de ondas de impacto del Eoceno tardío y un posible sitio de impacto, Costa este de los Estados Unidos

W. Wei, C. Wylie Poag, Lawrence J. Poppe, David W. Folger, David S. Powars, Robert B. Mixon, Lucy E. Edwards,andScott Bruce
Resumen
Un notable lecho de rocas marinas polimícticas de espesor >60 m se distribuye en > 15 000 km2 por debajo de la Bahía de Chesapeake y la Llanura Costera del Atlántico Medio circundante y la plataforma continental interna. Las amplias variedades de litologías clásticas y conjuntos microfósiles se derivaron de al menos siete unidades estratigráficas conocidas del Cretácico, el Paleoceno y el Eoceno. La matriz de guijarros de soporte contiene conjuntos mixtos variables de microfósiles junto con cantidades traza de eyecciones de impacto. Los microfósiles más jóvenes en el lecho de roca son de principios y finales del Eoceno. Sobre la base de sus características inusuales y su equivalente estratigráfico a una capa de eyecciones de impacto en el Sitio 612 del Proyecto de Perforación en Alta Mar (DSDP). Se postula que este boulder cama, estaba formado por un poderoso bólido ola generado tren que recorrió la antigua repisa interior y la llanura costera del sureste de Virginia.

CRÁTERES SIN IMPACTO

DISCOVER Vol. 19 No. 01, Enero de 1998 Por Carl Zimmer Jueves, 1 de enero de 1998

En el extremo norte de la tundra siberiana se encuentra un enigmático lugar llamado Popigai. Los altos acantilados a lo largo de los ríos están hechos de roca que muestra signos de haberse derretido por completo, y las imágenes satelitales revelan que la tundra en realidad forma una depresión gigante en forma de anillo de 60 millas de ancho, lo que sugiere que Popigai es un vasto cráter de meteorito. En julio pasado, un equipo de científicos canadienses y rusos anunció que habían determinado cuándo impactó el meteorito: hace 35,7 millones de años, más o menos 200.000 años. Calcularon esa fecha a partir de la cantidad de argón radiactivo que se había descompuesto en las rocas desde que se resolidificaron después del impacto. Sorprendentemente, en 1995 otros investigadores habían fijado la edad de un cráter de 50 millas de ancho ahora enterrado en la bahía de Chesapeake casi exactamente al mismo tiempo.Estos dos impactos, los dos más grandes de los últimos 65 millones de años y uno de los más grandes de todos los tiempos, golpearon la Tierra con un golpe doble repentino que incluso podría haber sido simultáneo. Los impactos de este tamaño son tan raros que el momento casi seguramente no fue una coincidencia; tal vez un par de asteroides unidos gravitacionalmente cruzaron el camino de la Tierra. Ambos impactos parecen haberse hecho sentir en todo el mundo: el impacto de Popigai fue probablemente responsable de capas de escombros que fueron desenterrados en la década de 1980 en Italia, mientras que el cráter Chesapeake es probablemente responsable de trozos de cuarzo esparcidos de Georgia a Barbados.El impacto más famoso de todos es, por supuesto, el que ocurrió hace 65 millones de años al final del Período Cretácico, sacando con pala un cráter de 125 millas de ancho frente a la costa de Yucatán. La mayoría de los investigadores ahora están de acuerdo en que eliminó a los dinosaurios y muchas otras formas de vida. Uno pensaría, entonces, que la explosión combinada de Popigai y Chesapeake habría tenido un efecto similar enorme, y hace unos 35 millones de años hubo algunos cambios radicales. Las algas, los crustáceos y los moluscos se extinguieron en grandes cantidades, mientras que las ballenas primitivas fueron reemplazadas por grupos modernos. En tierra, los densos bosques dieron paso a hábitats más abiertos, y los primates y mamíferos primitivos fueron suplantados por nuevas formas. En la década de 1980, cuando los geólogos en Italia encontraron por primera vez capas de escombros de impacto que parecían coincidir con estas extinciones, algunos investigadores pensaron que habían encontrado otra pistola extraterrestre humeante.Desde entonces, sin embargo, los paleontólogos han demostrado que en realidad hubo dos picos de extinción, uno hace 37 millones de años y el otro hace 33 millones de años. Ninguno de los dos coincide con los impactos de Popigai-Chesapeake. El de 37 millones es demasiado temprano—nada ha tocado la Tierra todavía—y el de 33 millones es 2 millones de años tarde, dice Donald Prothero, paleontólogo del Occidental College en Los Ángeles. De hecho, cuando los impactos ocurrieron hace 35,7 millones de años, no pasó nada. Los tamaños del cráter Popigai y del cráter Chesapeake son bastante impresionantes, dice Prothero, pero a los animales les importaba un comino. Caminaron a través de él.Según Prothero, estas extinciones fueron probablemente causadas por el enfriamiento global a largo plazo y los cambios en la circulación oceánica provocados por la deriva continental. Las nuevas fechas de los impactos, argumenta, ponen en tela de juicio la tendencia inspirada en el Cretácico de vincular los impactos con las extinciones en masa en general. No podría ser más obvio. Este es un caso de impactos importantes que no tuvieron efecto, mientras se producían extinciones importantes. La mayoría de las llamadas correlaciones entre impactos y extinciones han sido bastante desgastadas. Si da un paso atrás, puede ver que este carro de culpar de todo a los impactos fue prematuro.

1. D. S. Powars y T. S. Bruce, USGS, febrero 2000; THE EFFECTS OF THE CHESAPEAKE BAY IMPACT CRATER ON THE GEOLOGICAL FRAMEWORK AND CORRELATION OF HYDROGEOLOGIC UNITS OF THE LOWER YORK-JAMES PENINSULA, VIRGINIA
2. Poag C. Wylie 1999, Chesapeake Invader
3. C. Wylie Poag, Christian Koeberl, and Wolf Uwe Reimold; The Chesapeake Bay Crater: Geology and geophysics of a Late Eocene submarine impact structure USGS