S tímto projektem se autor probojoval do Národního finále VI. ročníku soutěže vědeckých a technických projektů středoškolské mládeže EXPO Science AMAVET

Impaktně tektonická teorie vzniku vltavínů
Jaroslav Skořepa
SPŠ Příbram

Existuje několik teorií na vznik vltavínů a kráteru Ries. Jako nejpravděpodobnější se jeví impaktová teorie, ale ne všechny geologické poměry svědčí pro její klasické pojetí, které uvádí většina autorů. Klasická impaktová teorie vysvětluje vznik vltavínů dopadem asteroidu nebo komety pod šikmým úhlem. Před čelem asteroidu měla vzniknout vrstva stlačeného vzduchu, který měl způsobit tavení svrchních vrstev hornin a jejich následné vymrštění. V další části mělo dojít k prostoupení asteroidu sedimentárními horninami, kde došlo k explozi, při které vznikly suevity a mikrotektity.

Podle rozmístění impaktních brekcií v okolí kráteru Ries můžeme potvrdit šikmý dopad impaktujícího tělesa, protože většina brekcií se nachází jižním a jihovýchodním směrem od okraje kráteru a jejich rozptyl jde do několikanásobně větší vzdálenosti než na jiných místech. Z toho se dá usoudit, že asteroid přilétl ze severu až severozápadu a ne ze západu jak předpokládá klasická impaktní teorie, protože jinak by se vltavíny dnes nacházely někde v Dolním Rakousku a ne v Čechách. Rozdíl osy dráhy dopadu asteroidu a osy letu hlavní skupiny vltavínů činí asi 60° a proto není možné aby vltavíny vznikly způsobem, který předkládá klasická teorie (v případě vltavínů nalezených u Chebu nebo u Drážďan by rozdíl činil asi 110° ).

Další nesrovnalostí je názor, že vltavíny vznikly přetavením svrchní vrstvy sedimentů, protože jinak by se nacházely kusy přetavených sedimentárních hornin mezi impaktními brekciemi na okrajích kráteru nezávisle na výskytu suevitů, které měly vzniknout v jiné fázi impaktu a ve kterých se jen ojediněle vyskytují uzavřeniny sedimentárních hornin. V okolí kráteru nebyly nalezeny žádné horniny nebo skla, které by se podobala vltavínům. Proto musely vltavíny vzniknout odlišným způsobem než suevitová skla, která mají také nižší teplotu vzniku a odlišné chemické složení, které je podobné horninám krystalinika ze kterých vznikly.

Vzhledem k poměrně malému rozpětí chemického složení vltavínů se dá usoudit, že pocházejí ze stejné horniny a nejspíš z malé oblasti kráteru asi v epicentru výbuchu. Podle chemického složení hornin nalezených ve formě uzavřenin v suevitech se vltavínům nejvíce blíží granity a případně ruly. Granitům se vltavíny nejvíce podobají v obsazích křemene, kde rozdíl chemického složení činí pouze osm procent, dále pak v obsazích korundu, kde se rozdíl pohybuje okolo čtyř a půl procenta a nakonec v obsahu oxidů železa, kde rozdíl činí šest desetin procenta. Rulám se vltavíny podobají především v obsazích oxidů hořčíku, vápníku a draslíku, které jsou ve vltavínech zastoupeny pouze několika procenty. Jestliže vezmeme žulu jako horninu ze které vltavíny vznikly, protože se nejvíc blíží jejich chemickému složení, musíme tedy vysvětlit rozdíly, které jsou mezi žulou a vltavíny. Žula obsahuje více korundu a oxidů draslíku a sodíků, ale naopak je chudší na křemen a oxidy železa, vápníku a hořčíku.

Tyto rozdíly by se daly vysvětlit obohacením vltavínové taveniny z křemenných a dolomitických žil, které díky Švábské tektonické linii mohly intrudovat do hornin krystalinika a při explozi asteroidu došlo k jejich smísení s okolními horninami. K podobnému procesu mohlo dojít i v případě, že by se základní horninou stala rula, ale poměr žilného materiálu k rule by musel být větší a žíla by musela obsahovat více křemenné složky než při mísení se žulou. Záhadou ale zůstává nízký obsah sodíku ve vltavínech, kde je zastoupen pouze necelým půl procentem, na rozdíl od krystalických hornin, u kterých je zastoupen v rozmezí tří a půl až čtyř procent, podobně jako u suevitových skel.

V první fázi impaktu se těleso zabořilo do svrchních vrstev zemské kůry tvořené převážně sedimenty, které byly vyvrženy ve formě impaktních brekcií a bloků hornin převážně jižním až jihovýchodním směrem. V další fázi se těleso zastavilo o pevné horniny krystalinika, kde explodovalo. U hornin, které byly od exploze více vzdáleny došlo k jejich vyvržení ve formě impaktních brekcií, nebo k drcení a částečnému tavení při kterém byly vyvrženy do stratosféry. U hornin, které se nacházely blíže k epicentru výbuchu dochází k jejich částečnému nebo úplnému přetavení a jsou vyvrženy později, ale větší rychlostí než u předchozích hornin. Za letu dochází k jejich promíšení a následné sedimentaci ve formě suevitů zpět do kráteru nebo do jeho okolí.

U hornin, které se ocitly v blízkosti exploze a které měly možnost expanze do atmosféry, dochází důsledkem vysokých teplot k jejich vypaření, následné kondenzaci v atmosféře a sedimentaci v širokém okolí kráteru ve formě mikrotektitů. Při explozi vznikly extrémně vysoké tlaky, které způsobily značné deformace podloží směrem od výbuchu. Horniny, které se nacházely v blízkosti epicentra výbuchu a neměly možnost uniknout do atmosféry se pod vysokým tlakem tlačí do podložních hornin. Jako nejsnadnější cesta pro tuto expanzi se jeví tektonické poruchy, které se v této oblasti nacházely ve větším měřítku díky Švábské tektonické linii, která prochází prakticky centrem kráteru. Roztavená tavenina o vysoké teplotě, která se dostala na tektonické poruchy způsobuje tavení okolních hornin, případně i žil, které mohly být na tektonických liniích často přítomny, to by mohlo vysvětlit nabohacení vltavínové taveniny zejména o křemen, dolomit a vápenec. Při tom dochází k promíchávání roztavených hornin díky kolísání tlaků vzniklých explozí a tlaků okolních hornin.

Zlom nebo zlomy do kterých se roztavený materiál intrudoval musely být ukloněny směrem k západu, protože jinak by nemohlo dojít k vyvržení vltavínové taveniny směrem k východu. Těchto zlomů bylo pravděpodobně několik, protože se vltavíny nacházejí na více vzájemně oddělených pádových polích, které mají ještě navíc z části odlišné chemické složení. V další fázi přestává působit tlak vzniklý explozí a horniny zatlačené hluboko do podloží se začínají vracet do své původní polohy. Při tomto procesu se začínají rychle uzavírat tektonické poruchy a roztavená hmota, která se v nich doposud nacházela, je obrovskou rychlostí vyvržena do atmosféry ve formě jakýchsi jazyků. Vlivem těchto sil dojde také k vyzdvižení centrálního pahorku, který v kráteru Ries byl zjištěn geofyzikou (Trnka - Houzar, Moravské vltavíny).

K procesu vzniku vltavínů v kráteru Ries došlo velmi rychle a k jejich vyvržení nejspíš došlo v době, kdy se suevitová hmota nacházela ještě vysoko v atmosféře. Potom teprve došlo k sedimentaci suevitů zpět do kráteru, protože jinak by mohlo dojít k promíšení suevitů a vltavínové taveniny ve vzduchu a zřejmě by se našla uzavřenina suevitu v některém vltavínu nebo naopak. Jazyky vltavínové taveniny se zřejmě za letu postupně rozpadaly, čemuž by nasvědčovaly různé deformace vltavínů, které ve vzduchu postupně tuhly. Tyto deformace můžeme nejlépe sledovat na kapkách. Kapky, které se oddělily jako první mají protáhlý, nedeformovaný tvar (jejich průřez je kruhový), ale kapky, které se oddělily  později nesou značné známky deformace, zejména zploštění vzniklé působením tlaku vzduchu na spodní část roztaveného vltavínu, která má často za následek také jeho ohnutí.

Při dopadu byly vltavíny nejspíš v pevném nebo silně viskózním stavu, který nedovoloval jejich další přetváření, protože jinak by došlo ke vzniku deformací. Při dopadu se dá spíš předpokládat, že došlo k popraskání nebo destrukci velkého množství dopadajících vltavínů.

Západní okraj kráteru Ries s vystupujícím vrchem Ipf.	Severní okraj kráteru Ries.
Vrch Ipf, který vznikl jako výsledek tektonických posunů.	Styk suevitu s blokem vápence na lokalitě Altenbürg.
Besednice, Skulptace hlubokých rýh. Skutečná velikost 4 cm.	Dobrkovická Lhotka. Povrch vltavínu. Skutečná velikost záběru fotografie 1 cm.
Nesměň. Tyčkovitý vltavín. Skutečná velikost vltavínu 3 cm.

(redakčně zkráceno)