MEMIN- Multidisciplinary Experimental and Modeling Impact Research Network

Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Forschergruppe FOR887 "Multidisciplinary Experimental and Modeling Impact Crater Research Network" (MEMIN) ist ein Gemeinschaftsprojekt zur Untersuchung der Kraterbildung bei einem Meteoritenimpakt. Hier an der Technischen Universität München wird das Teilprojekt "Untersuchung der impaktinduzierten Schädigung von Gesteinen unter Verwendung elastischer Wellen" bearbeitet.

Die im Labor durchgeführten Impaktexperimente werden mittels Leichtgaskononen am Ernst-March-Institut in Freiburg und Efringen Kirchen durchgeführt. Die Projektile von bis zu 12 mm Durchmesser werden auf Geschwindigkeiten bis zu 8 km/s beschleunigt und erzeugen so Krater im cm Bereich (ca. 4-40 cm im Durchmesser). Die verschiedene Targets (Sandstein-, Quarzit- und Tuffquader von 20 bis 100 cm Kantenlänge) werden vor, während und nach dem Impakt mit zerstörungsfreien Prüfverfahren auf Basis elastischer Wellen untersucht und charakterisiert.

Zum ersten Mal wird eine Aufzeichnung mittels Schallemissionsanalyse des hochdynamischen Bruchprozesses beim Impakt versucht. Dadurch wird ggfs. ein wesentlicher Verständnisgewinn der Bruchzonenbildung unter einem Impaktkrater möglich, wobei eine raumzeitliche Auflösung der Fragmentierung angestrebt wird.

Mittels Ultraschalltechnik wird eine hochauflösende 3D-Kartierung des Targets (Stratigrafie) sowie der Schädigungszonen im Gestein angestrebt. Über eine Laufzeit-Tomographie auf Basis von Kompressionswellen wird die Struktur im Innern der Probenkörper charakterisiert und ein Vergleich von Vorher- und Nachher-Daten erzielt.

Weitere Messmethoden sind die Schwingungsanalyse, die zur Schädigungscharakterisierung beiträgt und die Änderung der elastischen Module erfasst. Mit der Phasenspektroskopie kann ähnlich wie bei der Ultraschall-Tomographie eine Visualisierung der Schädigung erzielt werden. Die Ergebnisse aller Verfahren werden korreliert, um eine Übereinstimmung der einzelnen Ergebnisse zu erhalten.

In Zusammenarbeit mit weiteren Teilprojekten können die erzielten Erkenntnisse noch vertieft und verifiziert werden. Ebenfalls geben die Ergebnisse Input für die numerische Berechnung von Impaktprozessen. Diese experimentellen Ergebnisse im Labormaßstab lassen sich anschließend mit seismischen Daten von natürlichen Impaktkratern vergleichen – vor allem im Hinblick auf die Schädigungszone unter dem Krater. Das gesamte Projekt trägt zum allgemeinen Verständnis von Impaktprozessen bei und soll helfen bestehende Strukturen besser erfassen zu können.
 

Ansprechpartner: M. Raith

Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft (FOR 887, Teilprojekt 4)

Laufzeit: 2009-2016