CHESAPEAKE IMPACT CRATER

di: Charles O’Dale

• Tipo: Complesso
• Età ma: 33.99 ± 0.71 Ma a – EOCENE
• Diametro: ~85 b km
• Località: N 37° 17′ O 76° 01′
• Metamorfismo shock: la matrice di breccia include tracce di quarzo scioccato (Poag).

a (U‐Th)/He età di 33,99 ± 0,71 Ma (2σ incertezze n = 2; deviazione media ponderata quadrata = 2,6; probabilità = 11%), che viene interpretato come l’età (U‐Th)/He di formazione della struttura di impatto di Chesapeake Bay. (Biren et al 2019)

b Il bordo del cratere Chesapeake è un confine tra acque sotterranee salate all’interno dei confini del cratere e acque sotterranee fresche all’esterno.

Circa 35 milioni di anni fa un impattore di 3-5 chilometri di diametro colpì l’Oceano Atlantico occidentale su una piattaforma poco profonda, creando il cratere da impatto di Chesapeake Bay. In questo momento il livello del mare era molto più alto e la costa era nelle vicinanze di Richmond, Virginia. Il cratere si trova a circa 200 km a sud-est di Washington, DC ed è ora sepolto 300-500 metri sotto la parte meridionale della baia di Chesapeake. L’analisi del profilo sismico ha determinato che il cratere ha un diametro di 85 km e una profondità di 1,3 km. È un complesso cratere ad anello di picco con un bordo interno ed esterno, un trogolo anulare relativamente piatto e un bacino interno che penetra nel seminterrato. Il bacino interno comprende un sollevamento centrale circondato da una serie di valli concentriche e creste.

Un letto di macerie spesso 1,3 km di impatto breccia riempie il cratere e forma una sottile coperta di ejecta intorno ad esso. La compattazione di questa breccia ha prodotto un differenziale di subsidenza, causando la superficie terrestre sopra la breccia a rimanere inferiore alla superficie terrestre sopra i sedimenti al di fuori del cratere. Un’altra conseguenza dell’impatto è che tutte le falde acquifere sono state troncate e scavate dall’impatto. Al posto di quelle falde acquifere c’è un serbatoio di acqua salmastra che è 1,5 volte più salata della normale acqua di mare.

(U‐Th)/Ha datazione zircone di Chesapeake Bay impatto distale ejecta dal sito ODP 1073

21 Giugno 2019

Abstract

La datazione a cristallo singolo (U‐Th)/He è stata intrapresa su 21 grani di zircone detritico estratti da un campione di nucleo dal sito 1073 del progetto di perforazione oceanica (ODP), che si trova a ~390 km a nord-est del centro della struttura di impatto di Chesapeake Bay. L’imaging ottico ed elettronico in combinazione con la microanalisi a raggi X dispersiva di energia (EDS) di grani di zircone da questo sedimento tardo Eocene mostra una chiara evidenza di metamorfismo di shock in alcuni grani di zircone, il che suggerisce che questi cristalli di zircone scioccati sono espulsi distali dalla formazione della struttura di impatto di Chesapeake Bay di diametro ~40 km. (U‐Th/He) le date per i cristalli di zircone da questo intervallo di sedimenti da 33,49 ± 0,94 a 305,1 ± 8.6 Ma (2σ), che implica la variabilità da cristallo a cristallo nel grado di ripristino correlato all’impatto della sistematica (U‐Th)/He e una gamma di diverse fonti possibili. I due grani di zircone più giovani producono una media ponderata della varianza inversa (U‐Th)/He di 33,99 ± 0,71 Ma (2σ incertezze n = 2; deviazione ponderata quadrata media = 2,6; probabilità = 11%), che viene interpretata come l’età (U-Th)/He di formazione della struttura di impatto di Chesapeake Bay. Questa età è in accordo con K/Ar, 40Ar / 39Ar, e date pista fissione per tektites dal campo cosparso nordamericano, che sono stati interpretati come associati con l’evento impatto Chesapeake Bay.

La maggior parte dei fiumi della zona, come il Rappahannock, scorre verso sud-est verso l’Atlantico. Al contrario, i fiumi York e James fanno curve strette verso nord-est dove il bordo esterno del cratere attraversa la penisola di York-James inferiore. Le brusche deviazioni dei corsi inferiori dei fiumi James e York (indicati dai piccoli cerchi nella mappa sopra) coincidono con il bordo del cratere Chesapeake. La causa di queste deviazioni è la subsidenza differenziale della country rock outlay rispetto alla breccia all’interno del cratere da impatto Chesapeake Bay costringendo un abbassamento strutturale sopra la breccia subsiding. Le deviazioni del fiume sono al “bordo” di questo abbassamento.

Da settembre a dicembre 2005, ICDP in collaborazione con lo United States Geological Survey ha perforato un pozzo profondo, che aveva una profondità target di 2,2 km, nella struttura di impatto di Chesapeake Bay, Virginia, USA. La baia di Chesapeake, a ca. 85-90 km di diametro (Poag et al. 2004), è tra le più grandi della Terra e, all’età di 35 Ma, una delle strutture d’impatto meglio conservate conosciute sulla Terra. E “stato formato all” interno di un bersaglio 3 strati, basamento cristallino sovrastante da una sequenza di copertura sedimentaria ben stratificata, a sua volta al di sotto di un oceano poco profondo di ca. 200 m di profondità. Pertanto, la sequenza di destinazione è molto simile a quella dell’impatto di Chicxulub, sebbene la profondità dell’acqua per il cratere di Chesapeake Bay fosse molto più grande. La struttura di Chesapeake Bay è di interesse per una serie di geodiscipline. La sua posizione su un margine continentale passivo ha impedito il disturbo tettonico post-impatto. La deposizione marina è ripresa immediatamente dopo l’impatto, portando a una rapida sepoltura delle formazioni d’impatto e quindi a una buona conservazione. La parte superiore della lente breccia all’interno del cratere è stata ampiamente rielaborata da forze ambientali immediatamente post-impatto, comprese correnti ad alta energia e probabilmente tsunami. La perforazione è stata effettuata nel fossato del cratere, ma vicino al sollevamento centrale, per ottenere una sequenza di impattiti e sedimenti post-impatto il più spessa e indisturbata possibile. L’obiettivo era raggiungere il fondo del cratere, principalmente per studiare la barometria degli shock, gli effetti idrotermali al di sotto del cratere e possibili iniezioni di breccia / brecciazione in situ.

Coesite in suevites dalla Baia di Chesapeake impatto della struttura 1
John C. Jackson, J. Wright Horton Jr, I-Ming Chou, Harvey E. Belkin
ABSTRACT
Il verificarsi di coesite in suevites dalla Baia di Chesapeake impatto struttura è confermato all’interno di una varietà di domini strutturali in situ mediante spettroscopia Raman per la prima volta e in separate meccanicamente chicchi di diffrazione di raggi X. Microtessure di coesite identificate in situ studiate sotto luce trasmessa e al microscopio elettronico a scansione rivelano coesite come grani di dimensioni micrometriche (1-3 µm) all’interno di silice amorfa di clasti di fusione d’impatto e come grani di dimensioni submicrometriche e aggregati policristallini all’interno di grani di quarzo scioccati. Grani di quarzo coesite-cuscinetto sono presenti sia idiomorficamente con margini di grano originali intatti e come grani altamente tese che hanno subito shock-prodotto deformazione plastica. Coesite comunemente si verifica in grani di quarzo plasticamente deformati all’interno di domini che appaiono marrone (tostato) in luce trasmessa e raramente all’interno di quarzo di consistenza sferoidale. La coesite probabilmente sviluppato da un meccanismo di trasformazione allo stato solido da quarzo precursore. La spettroscopia Raman ha anche mostrato una serie di picchi non identificati associati a grani di quarzo scioccati che probabilmente rappresentano fasi di silice non identificate, probabilmente inclusa una fase simile alla moganite che non è stata precedentemente associata alla coesite.

1 La conservazione metastabile di coesite e stishovite richiede un rapido raffreddamento prima dell’amorfizzazione. La stishovite è instabile al di sopra di circa 300-600°C, mentre la coesite è stabile fino a circa 1100°C, suggerendo che i grani di quarzo studiati qui sono stati estinti a temperature postshock relativamente elevate che superano l’intervallo di stabilità della stishovite, ma all’interno dell’intervallo di stabilità facilitando la conservazione della coesite.

Meteoritics & Scienze Planetarie, 24 Marzo 2016

Stabilire il legame tra la Baia di Chesapeake impatto della struttura
e Nord Americano “tectite” sparsi campo: Sr-Nd prova isotopica
Alexander DEUTSCH1, e Christian KOEBERL
Astratto— La Baia di Chesapeake impatto della struttura, che è di circa 35 Ma vecchio, è già stato proposto come possibile fonte cratere di Nord Americano tectiti (NAT). Qui riportiamo dati importanti e oligoelementi, nonché i primi dati isotopici Sr-Nd per i campioni di carotaggio e affioramento di litologie bersaglio, crater fill breccias, e sedimenti post-impatto della struttura impatto Chesapeake Bay. I sedimenti non consolidati, di età compresa tra il Cretaceo e l’Eocene medio, hanno ∍Srt = 35,7 Ma di +54 a +272, e Nd Ndt = 35,7 Ma che vanno da -6,5 a -10,8; un campione dal basamento granitico con un’età del modello TNdCHUR di 1,36 Ga ha prodotto Sr Srt = 35,7 Ma di +188 e an Ndt = 35,7 Ma di -5,7. L’Exmore breccia (crater fill) può essere spiegato come un mix dei sedimenti bersaglio misurati e del granito, oltre a un componente non ancora determinato. I sedimenti post-impatto della formazione Chickahominy hanno leggermente più alte età modello TNdCHUR di circa 1,55 Ga, indicando un contributo di alcuni materiali più vecchi. I bediasiti recentemente analizzati hanno i seguenti parametri isotopici: da +104 a + 119 (∍Srt = 35,7 Ma), -5,7 (Nd Ndt = 35,7 Ma), 0,47 Ga (TSrUR) e 1,15 Ga (TNdCHUR), che è in eccellente accordo con i dati precedentemente pubblicati per i campioni del campo sparso NAT. Le rocce bersaglio con composizione isotopica Sr altamente radiogenica, come richiesto per spiegare le caratteristiche isotopiche del sito DSDP (Deep Sea Drilling Project) 612 tektites, non erano tra la suite di campioni analizzati. Sulla base dei nuovi dati isotopici, escludiamo qualsiasi relazione tra le tektites NA e il cratere da impatto Popigai, anche se hanno età identiche entro errori 2s. La struttura della baia di Chesapeake, tuttavia, è ora chiaramente vincolata come cratere sorgente per le tektiti nordamericane, anche se l’attuale set di dati ovviamente non include tutte le litologie target che hanno contribuito alla composizione delle tektiti.

Meteoritics & Planetary Science 41, Nr 5, 689-703 (2006)

Conferma di una componente meteoritica nelle rocce da impatto della Chesapeake Bay impact structure, Virginia, USA-Prove dalla sistematica isotopica e PGE dell’osmio
S. R. Lee, J. W. Horton Jr.e R. J. Walker
Abstract
Sono stati determinati i rapporti isotopici dell’osmio e le concentrazioni di elementi del gruppo del platino (PGE) delle rocce da impatto nella Chesapeake Bay impact structure. Le rocce impatto-melt provengono dalla parte animata di una sezione inferiore cratere di suevitico cristallino-clast breccia in un 823 m foro di prova scientifica sopra il sollevamento centrale a Cape Charles, Virginia. I rapporti 187Os / 188Os delle rocce di impatto-fusione variano da 0,151 a 0,518. Le concentrazioni di queste rocce sono del 30-270?? superiore a concentrazioni in gneiss seminterrato, e insieme con gli isotopi di osmio indicano una componente meteoritica sostanziale in alcune rocce impatto-melt. Poiché le abbondanze di PGE nelle rocce da impatto sono dominate dai materiali bersaglio, i rapporti interelementali delle rocce da impatto sono altamente variabili e non condritici. La natura chimica del proiettile per la struttura di impatto di Chesapeake Bay non può essere limitata in questo momento. I calcoli di miscelazione del modello tra componenti condritici e crostali suggeriscono che la maggior parte delle rocce da impatto includono una componente meteoritica di massa dello 0,01-0,1% in massa. Diverse rocce impatto-melt con più bassi rapporti iniziali 187Os / 188Os e le più alte concentrazioni di osmio avrebbero potuto essere prodotte da aggiunte di 0,1%-0,2% di un componente meteoritico. In questi campioni, fino al 70% del sistema operativo totale può essere di origine meteoritica. Alle proporzioni calcolate di un componente meteoritic (0.01-0.1% in massa), nessuna miscela delle rocce bersaglio e dei sedimenti studiati può riprodurre le abbondanze di PGE osservate delle rocce da impatto, suggerendo che altri processi di arricchimento PGE operassero insieme alla contaminazione meteoritica. Le possibili spiegazioni sono 1) partecipazione di materiali target non campionati con elevate abbondanze di PGE nelle rocce di fusione da impatto e 2) frazionamenti variabili di PGE durante eventi syn-to post – impact.

The Meteoritical Society, 2006.

Petrografia, mineralogia e geochimica delle sabbie ghiaiose profonde nel nucleo di Eyreville B, Chesapeake Bay impact structure
Katerina Bartosova, Susanne Gier, J. Wright Horton Jr. Christian Koeberl, Dieter Mader, e Henning Dypvik
Abstract
Il ICDP–USGS Eyreville carote nella Chesapeake Bay impatto struttura raggiunto una profondità totale di 1766 m e comprendono (dal basso verso l’alto) piano seminterrato-derivati di scisti e graniti/pegmatites, impatto breccias, per lo più scarsamente lithified ghiaia e sabbia cristallina e blocchi, un granitico, lastra, sedimentarie breccias, e postimpact sedimenti. La sabbia ghiaiosa e la sezione di blocchi cristallini formano un intervallo di circa 26 m di spessore che include un blocco di anfibolite e massi di gneiss cataclastico e suevite. Tre sabbie ghiaiose (basale, media e superiore) si distinguono all’interno di questo intervallo. Le sabbie ghiaiose sono scarsamente ordinate, supportate da clast e generalmente massicce, ma grezze dimensioni-ordinamento e sottili strati discontinui si verificano localmente. Il quarzo e il K-feldspato sono i principali minerali di sabbia e la smectite e la caolinite sono i principali minerali argillosi. Altri grani minerali si verificano solo in quantità accessorie e clasti litici sono radi (solo pochi vol%). Le sabbie ghiaiose sono ricche di silice(~ 80 wt % SiO2). Le tendenze con profondità includono una leggera diminuzione di SiO2 e un leggero aumento di Fe2O3. La sabbia ghiaiosa basale (sotto il masso di cataclasite) ha un contenuto di SiO2 inferiore, meno K-feldspato e più mica rispetto alle sabbie superiori, e contiene più clasti litici e particelle di fusione che sono probabilmente rielaborate dalla suevite sottostante. La sabbia ghiaiosa media (sotto il blocco di anfibolite) è a grana più fine, contiene minerali argillosi più abbondanti e mostra composizioni chimiche più variabili rispetto alla sabbia ghiaiosa superiore (sopra il blocco). I nostri risultati mineralogici e geochimici suggeriscono che le sabbie ghiaiose sono depositi di valanghe derivati probabilmente dalla formazione nonmarine Potomac nella parte inferiore dello strato di sedimento bersaglio, in contrasto con diamictons polimict superiore nel nucleo che sono stati interpretati come flussi di detriti ocean-resurge, che è in accordo con le interpretazioni precedenti. La mineralogia e la geochimica delle sabbie ghiaiose sono tipiche di una fonte di margine continentale passiva. Non vi è alcuna miscelazione distinguibile con sedimenti marini (non si notano microfossili marini glauconite o Paleogene) durante la rimobilizzazione e la rideposizione dell’impatto. Il blocco di anfibolite non bloccato e il masso di cataclassite potrebbero aver avuto origine dalle parti esterne del cratere transitorio.
Meteoritics and Planetary Science 2010

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

C. Wylie PoagL.J. Poppe
Abstract
La struttura Toms Canyon (~ 20-22 km di larghezza) si trova sulla piattaforma continentale esterna del New Jersey sotto 80-100 m di acqua, ed è sepolto da ~ 1 km di Eocene superiore a strati sedimentari Olocene. La struttura presenta diverse caratteristiche tipiche dei crateri da impatto terrestri (pavimento piatto; bordo di faulted rialzato; riempimento sedimentario brecciato), ma molte altre caratteristiche sono atipiche (una coperta di ejecta insolitamente sottile; mancanza di un bacino interno, anello di picco o picco centrale; essendo quasi completamente riempito di breccia). Le analisi sismostratigrafiche e biostratigrafiche mostrano che la struttura si è formata durante il biochron foraminifero planctonico P15 dell’Eocene medio-tardo. L’unità di riempimento è stratigraficamente correlata con gli ejecta di impatto carotati nelle vicinanze del sito 612 del Deep Sea Drilling Project (DSDP) e nei siti 903 e 904 del Programma di perforazione oceanica (ODP) (22-35 km a sud-est della struttura del Toms Canyon). L’unità di riempimento del canyon Toms è correlata anche con l’Exmore breccia, che riempie il cratere da impatto Chesapeake Bay molto più grande (90 km di diametro; 335 km a sud-ovest). Sulla base delle nostre analisi, postuliamo che la struttura del Toms Canyon sia un cratere da impatto, formatosi quando un ammasso di meteoriti relativamente piccoli si è avvicinato al sito bersaglio con ~N 50 °E e ha colpito il fondo del mare obliquamente.

Deep Sea Drilling Project Site 612 evento di bolide: nuove prove di un deposito di onde da impatto del tardo Eocene e di un possibile sito di impatto, costa orientale degli Stati Uniti

W. Wei, C. Wylie Poag, Lawrence J. Poppe, David W. Folger, David S. Powars, Robert B. Mixon, Lucy E. Edwards, andScott Bruce
Abstract
Un notevole >60-m di spessore, upward-fining, polimictic, marine boulder bed è distribuito su > 15 000 km2 sotto Chesapeake Bay e la pianura costiera del Medio Atlantico circostante e la piattaforma continentale interna. Le ampie varietà di litologie clast e assemblaggi microfossili sono stati derivati da almeno sette noti Cretaceo, Paleocene, ed Eocene unità stratigrafiche. La matrice pebbly di supporto contiene assemblaggi variabilmente misti di microfossili insieme a tracce di ejecta di impatto. I microfossili più giovani nel letto del masso sono di età eocenica precoce-tardiva. Sulla base delle sue caratteristiche insolite e del suo equivalente stratigrafico a uno strato di ejecta di impatto nel sito di Deep Sea Drilling Project (DSDP) 612. Si ipotizza che questo masso sia stato formato da un potente treno d’onda generato da bolide che ha perlustrato l’antica piattaforma interna e la pianura costiera della Virginia sud-orientale.

CRATERI SENZA IMPATTO

DISCOVER Vol. 19 No. 01, gennaio 1998 Di Carl Zimmer Giovedì 1 gennaio 1998

Nell’estremo nord della tundra siberiana è un luogo enigmatico chiamato Popigai. Le alte scogliere lungo i fiumi ci sono fatti di roccia che mostra segni di una volta essendo stato completamente sciolto, e le immagini satellitari rivelano che la tundra in realtà forma una depressione a forma di anello gigante 60 miglia attraverso-che suggerisce che Popigai è un vasto cratere meteorite. Lo scorso luglio un team di scienziati canadesi e russi ha annunciato di aver determinato quando il meteorite ha colpito: 35,7 milioni di anni fa, più o meno 200.000 anni. Hanno calcolato quella data dalla quantità di argon radioattivo che era decaduto nelle rocce da quando si sono resolidificati dopo l’impatto. Sorprendentemente, nel 1995 altri ricercatori avevano appuntato l’età di un cratere largo 50 miglia ora sepolto nella baia di Chesapeake quasi esattamente allo stesso tempo.Questi due impatti—i due più grandi negli ultimi 65 milioni di anni, e tra i più grandi di tutti i tempi-hanno colpito la Terra con un improvviso doppio pugno che potrebbe anche essere stato simultaneo. Impatti di queste dimensioni sono così rari che la tempistica non era quasi certamente una coincidenza; forse una coppia di asteroidi legati gravitazionalmente è capitato di attraversare il percorso della Terra. Entrambi gli impatti sembrano essersi fatti sentire in tutto il mondo: l’impatto di Popigai è stato probabilmente responsabile di strati di detriti che sono stati scavati negli anni ‘ 80 in Italia, mentre il cratere di Chesapeake è probabilmente responsabile di frammenti di quarzo sparsi dalla Georgia alle Barbados.L’impatto più famoso di tutti è, naturalmente, quello che si è verificato 65 milioni di anni fa alla fine del periodo cretaceo, scavando un cratere largo 125 miglia al largo della costa dello Yucatán. La maggior parte dei ricercatori ora concordano che spazzato via i dinosauri e molte altre forme di vita. Si potrebbe pensare, quindi, che l’esplosione combinata di Popigai e Chesapeake avrebbe avuto un effetto altrettanto enorme, e circa 35 milioni di anni fa ci sono stati effettivamente alcuni cambiamenti radicali in corso. Alghe, crostacei e molluschi si estinsero in gran numero, mentre le balene primitive furono sostituite da gruppi moderni. Sulla terra, le fitte foreste lasciarono il posto a habitat più aperti e i primi mammiferi e primati ungulati furono soppiantati da nuove forme. Negli anni ‘ 80, quando i geologi in Italia trovarono per la prima volta strati di detriti da impatto che sembravano coincidere con queste estinzioni, alcuni ricercatori pensarono di aver trovato un’altra pistola extraterrestre fumante.Da allora, tuttavia, i paleontologi hanno dimostrato che c’erano in realtà due picchi di estinzione, uno 37 milioni di anni fa e l’altro 33 milioni di anni fa. Nessuno dei due coincide con gli impatti Popigai-Chesapeake. Quello a 37 milioni è troppo presto-nulla ha ancora colpito la Terra-e quello a 33 milioni è 2 milioni di anni troppo tardi, dice Donald Prothero, un paleontologo presso Occidental College di Los Angeles. Infatti, quando gli impatti si sono verificati 35,7 milioni di anni fa, non è successo nulla. Le dimensioni del cratere Popigai e del cratere Chesapeake sono entrambe piuttosto impressionanti, dice Prothero, ma agli animali non importava nulla. L’hanno attraversata.Secondo Prothero, queste estinzioni sono state probabilmente causate dal raffreddamento globale a lungo termine e dai cambiamenti nella circolazione oceanica causati dalla deriva continentale. Le nuove date sugli impatti, sostiene, mettono in discussione la tendenza ispirata al Cretaceo di collegare gli impatti con le estinzioni di massa in generale. Non potrebbe essere più ovvio. Questo è un caso di impatti importanti che non hanno avuto alcun effetto, mentre si stavano verificando importanti estinzioni. La maggior parte delle cosiddette correlazioni tra impatti ed estinzioni sono state piuttosto sfilacciate. Se fai un passo indietro, puoi vedere che questo carrozzone incolpare tutto sugli impatti era prematuro.

1. D. S. Powars e T. S. Bruce, USGS, febbraio. 2000; GLI EFFETTI DEL CRATERE DA IMPATTO DI CHESAPEAKE BAY SULLA STRUTTURA GEOLOGICA E SULLA CORRELAZIONE DELLE UNITÀ IDROGEOLOGICHE DELLA PENISOLA DI LOWER YORK-JAMES, VIRGINIA
2. Poag C. Wylie 1999, Chesapeake Invader
3. C. Wylie Poag, Christian Koeberl e Wolf Uwe Reimold; Il cratere di Chesapeake Bay: Geologia e geofisica di una struttura di impatto sottomarina del tardo Eocene USGS