Den entscheidenden mineralogischen Befund liefern Gesteine aus dem Wall und dem Umfeld des Tüttensees. In Quarz wurden mehrere Systeme planarer Deformationslamellen (PDFs) nachgewiesen. Feldspäte zeigen ebenfalls PDFs sowie diaplektisches Glas – einen glasartigen, amorphen Zustand, der entsteht, wenn hoher Schockdruck das geordnete Kristallgitter zusammenbrechen lässt, ohne dass das Mineral dabei schmilzt.

Diese Schockeffekte beschränken sich nicht auf einzelne Gerölle unmittelbar am See. Entsprechende Gesteine wurden im Wall und bis in etwa 1,5 km Entfernung vom Tüttensee gefunden.

Das ist für die Beurteilung der Struktur wesentlich. Zerbrochene oder brekziierte Gerölle, Verglasungen und ungewöhnliche Geländeformen können unterschiedliche Ursachen haben und sind für sich allein kein sicherer Impaktnachweis. Schockmetamorphose ist eine andere Befundklasse: Sie dokumentiert die Einwirkung extremer Stoßdrücke, wie sie bei einem Hypervelocity-Impakt auftreten.

Die sichtbare Geländeform ist nur ein Teil der Tüttensee-Struktur. Einen Blick in den Untergrund ermöglichen mehrere geophysikalische Untersuchungen, die mit unterschiedlichen Messverfahren durchgeführt wurden.

Besonders großräumig war die Gravimetrie. Auf einer Fläche von etwa 3 km² wurden 115 Messpunkte eingerichtet, davon 40 auf dem zugefrorenen Tüttensee. Die Messungen erfassten damit nicht nur das Seebecken, sondern weit darüber hinaus auch sein Umfeld.

Um die negative Schwereanomalie des Sees und das damit verbundene Massendefizit liegt eine breite ringförmige Zone relativ positiver Schwereanomalien. Im Impaktmodell wird sie als Verdichtung der lockeren quartären Sedimente durch die beim Einschlag in den Untergrund laufende Stoßwelle erklärt.

Noch aufschlussreicher ist die räumliche Verteilung der Schweregradienten. Innerhalb der morphologisch sichtbaren Gesamtstruktur zeichnet sich ein kleinerer Strukturrand ab, der größtenteils unter der heutigen Wasserfläche liegt. Der eigentliche Exkavationskrater wäre demnach kleiner als die vom äußeren Wall umschlossene Struktur.

Auch die Sedimentechographie zeigt unter dem heutigen See keinen einfach aufgebauten Untergrund. Im zentralen Bereich treten zahlreiche kurze Reflexionselemente und Diffraktionsstrukturen auf; zum Rand hin erscheinen stärker zusammenhängende, teilweise deformierte Schichtpakete.

Bemerkenswert ist ihre räumliche Beziehung zur Gravimetrie: Die Übergänge liegen ungefähr dort, wo auch die Schweregradienten den inneren Strukturrand erkennen lassen.

Bodenradarmessungen auf dem See und über den Wall ergänzen dieses Bild. Unter der Wasserfläche und im Wall treten deformierte Reflexionshorizonte auf. Im Wall zeigen sie teilweise eine dachziegelartige Anordnung mit nach innen und außen einfallenden Strukturen.

Im Impaktmodell lässt sich ein solcher Aufbau durch das Zusammenspiel von Auswurf und Rückbewegung lockeren Materials während der Kraterbildung erklären.

Die unterschiedlichen Messverfahren machen damit verschiedene Aspekte derselben Struktur sichtbar: einen inneren Bereich unter dem heutigen See, einen stark gestörten Untergrund und einen komplex aufgebauten äußeren Wall.

Für den Tüttensee wird daneben ein vollständig glaziales Entstehungsmodell vertreten. Danach ist die Senke ein Toteiskessel, der beim Abschmelzen des Chiemsee-Gletschers am Ende der letzten Eiszeit entstand. Ein zurückgebliebener Eisrest wurde von Schmelzwassersedimenten umgeben beziehungsweise überschüttet und hinterließ nach seinem Abschmelzen die Hohlform.

Die intensive eiszeitliche Prägung des Gebietes steht außer Frage. Um den Tüttensee lassen sich ehemalige Schmelzwasserrinnen und Terrassen verfolgen. Aufschlüsse zeigen glazifluviale Kiese und Deltasedimente. Auch der Hügel bei Mühlbach enthält Deltasedimente eines ehemaligen Eisrandsees.

Das Toteismodell verbindet diese Erscheinungen mit einer detaillierten Rekonstruktion des schrittweisen Abschmelzens des Chiemsee-Gletschers und deutet auch die unter dem heutigen See erkennbare Hohlform als Teil eines älteren Rinnensystems.

Als wichtiges Argument für das Toteismodell werden zwei Bohrungen am nördlichen Rand des Tüttensees angeführt. In beiden wurden Sedimentfolgen angetroffen, die weit vor den für den Chiemgau Impakt diskutierten Zeitraum zurückreichen.

Daraus wurde geschlossen, dass der Tüttensee bereits am Ende der letzten Eiszeit bestanden haben müsse und daher kein vorgeschichtlicher Impaktkrater sein könne.

Für die Bewertung dieses Arguments ist jedoch die Lage der Bohrungen innerhalb der Tüttensee-Struktur entscheidend. Im Impaktmodell liegt die Hohlform des eigentlichen Kraters innerhalb der Fläche des heutigen Tüttensees. Die beiden Bohrungen wurden damit außerhalb des eigentlichen Kraters niedergebracht.

Dort können ältere Sedimente erhalten geblieben sein, ohne dass dies einem späteren Impakt widerspricht. Dass die Bohrungen spätglaziale Sedimente erfasst haben, ist unstrittig; unterschiedlich beurteilt wird, was sich daraus für die Entstehung der heutigen Tüttensee-Struktur ableiten lässt.

Die Bohrprofile sind damit ein wichtiger Bestandteil der Kontroverse, entscheiden die Frage nach der Genese des Tüttensees aber nicht für sich allein. Für die Impaktinterpretation müssen sie gemeinsam mit der Kratergeometrie, den geophysikalischen Befunden und vor allem der nachgewiesenen Schockmetamorphose betrachtet werden.

Das glaziale Modell erklärt damit einen erheblichen Teil der glazialen Vorgeschichte der Landschaft. Nicht erklärt wird dadurch jedoch die am Tüttensee und in seinem Umfeld nachgewiesene Schockmetamorphose. PDFs in Quarz sowie PDFs und diaplektisches Glas in Feldspat sind keine Folgen von Gletscherbewegung, Schmelzwassertransport oder Toteisbildung.

Die Schockbefunde sind deshalb für die Unterscheidung zwischen einer ausschließlich glazialen Entstehung und einer späteren Überprägung durch einen Impakt von besonderer Bedeutung.

Sie stehen zugleich nicht isoliert. Weitere Erscheinungen im Umfeld des Tüttensees lassen sich ebenfalls nicht aus glazialen Prozessen ableiten. Dazu gehören die über den Kraterrand hinausreichenden Ejekta, außergewöhnlich veränderte Gesteine und Materialfunde.

Die beiden Ebenen müssen daher auseinandergehalten werden: Der Tüttensee liegt in einer eiszeitlich entstandenen Landschaft. Daraus folgt nicht, dass auch die heutige Tüttensee-Struktur ausschließlich eiszeitlich entstanden sein muss. Ein späterer Impakt traf zwangsläufig auf bereits vorhandene glaziale Geländeformen und Sedimente.

Mit dem Wall endet die Spur des Ereignisses nicht. Beim Einschlag wurde Material aus dem entstehenden Krater herausgeschleudert und über seine Umgebung verteilt. Im Umfeld des Tüttensees wurde diese Ablagerung in zahlreichen Schürfen, Baugruben und anderen Aufschlüssen untersucht.

Vom Tüttensee aus lässt sich diese als Ejekta interpretierte Ablagerung über mehr als einen Kilometer in die Umgebung verfolgen. Nach Westen reicht ihre Spur bis in den Bereich von Grabenstätt, nach Osten führt sie nach Mühlbach.

Dabei wird gewissermaßen außerhalb des Kraters sichtbar, was sich bereits im Wall abzeichnet: Material wurde aus seinem ursprünglichen Zusammenhang gerissen, transportiert und auf einer älteren Landschaftsoberfläche wieder abgelagert.

Etwa 1,5 km westlich des Tüttensees wurde bei Grabenstätt ein außergewöhnlicher, rund 8 kg schwerer Brocken aus verschiedenen natürlichen Eisensiliziden gefunden. Eisensilizide sind Verbindungen von Eisen und Silizium, die in der Natur nur selten entstehen, weil ihre Bildung stark reduzierende Bedingungen erfordert.

Im Chiemgau wurden Eisensilizide zunächst auch als mögliche Industrieprodukte diskutiert. Fundumstände und umfangreiche materialwissenschaftliche Untersuchungen an Proben aus unterschiedlichen Teilen des Kraterstreufelds sprechen jedoch für eine natürliche Entstehung.

Der Grabenstätter Brocken ist besonders komplex aufgebaut. In seiner Eisensilizidmatrix treten sehr seltene Mineralphasen und Calcium-Aluminium-reiche Einschlüsse auf; Hochtemperatur- und Hochdruckminerale kommen in ungewöhnlicher Vergesellschaftung vor.

Die Gesamtheit dieser Eigenschaften lässt eine Entstehung vor oder während des Impakts möglich erscheinen. Dabei können sowohl kosmisches Material des Impaktors als auch beim Einschlag einbezogenes irdisches Material beteiligt gewesen sein.

Der 8-kg-Brocken lässt sich bislang nicht stratigraphisch der Tüttensee-Ejekta zuordnen. Seine Fundstelle im unmittelbaren Umfeld der Struktur und seine außergewöhnliche Zusammensetzung machen ihn jedoch zu einem wichtigen Befund innerhalb des Tüttensee-Grabenstätt-Mühlbach-Komplexes.

Östlich des Tüttensees führt die Spur der Auswurfmassen nach Mühlbach. Hier erreicht der Befundkomplex eine außergewöhnliche Dichte. In zahlreichen Schürfen wurde eine Diamiktitlage aufgeschlossen, die als Auswurf des Tüttensee-Kraters interpretiert wird.

In dieser Schicht kommen stark deformierte und zertrümmerte Gesteine, extreme Korrosionserscheinungen, Schockmetamorphose, organische Reste und vorgeschichtliche Artefakte zusammen.

Besonders aufschlussreich ist die Schichtenfolge. Unter der Ejekta liegt ein fossiler Boden, der stellenweise hervorragend erhaltenes organisches Material enthält: Holz, Schilfreste und Büschel von vermutlich tierischem Haar. Darunter folgen ältere See- beziehungsweise Kiessedimente.

Schon mit bloßem Auge fällt auf, wie ungewöhnlich viele Gesteine innerhalb der Ejekta verändert sind. Manche Gerölle erscheinen plastisch deformiert; andere sind in sich stark zertrümmert, ohne dass das Gestein auseinandergefallen wäre.

Manche Gneis- und Amphibolitgerölle wirken äußerlich intakt, lassen sich aber mit der Hand zerbrechen und zerreiben. Besonders auffällig sind die extremen Korrosionsformen: Kalksteine, Sandsteine und kristalline Gesteine können tief zerfurcht und bis zu skelettartigen Restformen aufgelöst sein.

Solche makroskopischen Veränderungen sind für sich genommen kein Nachweis eines Impakts. Entscheidend sind die mikroskopischen Untersuchungen. In verschiedenen Geröllen der Mühlbach-Ejekta wurden planare Deformationslamellen (PDFs) in Quarz nachgewiesen.

Besonders eindrucksvoll ist ein Quarzkorn in einem Quarzitgeröll mit mindestens elf unterschiedlich orientierten PDF-Systemen. Weitere PDFs wurden in Quarz aus Glimmerquarzit und quarzreichem Glimmerschiefer festgestellt.

Die Ablagerung enthält damit unmittelbar die mineralogischen Spuren der extremen Stoßdrücke eines Hypervelocity-Impakts.

Gerade die Verbindung beider Beobachtungsebenen macht Mühlbach so aufschlussreich: Auf der einen Seite stehen die Schockbefunde, auf der anderen ein ungewöhnliches Spektrum makroskopischer Veränderungen.

Die extremen Korrosionsformen werden mit starker thermischer Beanspruchung, chemischen Lösungsprozessen oder einem Zusammenwirken beider Vorgänge in Verbindung gebracht.

Nicht weniger ungewöhnlich ist das organische Material. In der Ejekta befinden sich zahlreiche Holzstücke, teilweise extrem verdrillt, ebenso Holzkohle sowie einige Tierknochen und -zähne; ein Knochen konnte einem Hausrind zugeordnet werden.

Die organischen Reste machen besonders anschaulich, dass die Ejekta nicht einfach nur aus ausgeworfenem Gestein bestehen. Beim Niedergehen der Auswurfmassen wurde Material der getroffenen Oberfläche erfasst und in die Ablagerung einbezogen.

Zusammen mit dem fossilen Boden unmittelbar darunter entsteht so ein ungewöhnlich konkretes Bild der Landschaft, auf die die Ejekta traf.

Dass diese Landschaft bereits von Menschen genutzt wurde, zeigen die archäologischen Funde. In mehreren nahe beieinanderliegenden Schürfen wurden vorgeschichtliche Keramikscherben, ein bearbeitetes und durchbohrtes Quarzitstück sowie ein kleiner Eisenstift innerhalb des Auswurfmaterials gefunden.

Die Konzentration der Funde auf engem Raum und ergänzende geophysikalische Hinweise sprechen dafür, dass sich hier eine Siedlungsstelle befand. Ob sie zum Zeitpunkt des Impakts noch bewohnt oder bereits verlassen war, lässt sich nicht feststellen.

Die Artefakte besitzen zugleich chronologische Bedeutung. Die Keramik lässt sich allgemein der Bronze- beziehungsweise Eisenzeit zuordnen. Damit kann die Ejekta nicht aus der spätglazialen Entstehungszeit der Landschaft stammen; ihre Ablagerung erfolgte frühestens in der Bronzezeit.

Besonders bemerkenswert ist die unmittelbare Verbindung von Archäologie und Impaktgeologie. Die Artefakte wurden teilweise von den niedergehenden Auswurfmassen aufgenommen und in die Ejekta integriert. Menschliche Hinterlassenschaften wurden damit zu Bestandteilen eines Impaktgesteins – „Artefakte im Impaktit“.

Mühlbach ist deshalb weit mehr als ein Fundort der Tüttensee-Ejekta. Hier treffen Schockmetamorphose, außergewöhnlich deformierte und korrodierte Gesteine, organische Reste der damaligen Oberfläche und menschliche Hinterlassenschaften innerhalb eines eng begrenzten Befundkomplexes zusammen.

Die Auswurfmassen des Tüttensee-Kraters lassen sich hier bis zu dem Punkt verfolgen, an dem sie in den Lebensraum der damaligen Menschen eingriffen.