Jeder Meteorit, der auf die Erde trifft, hat eine faszinierende Reise über Millionen, manchmal sogar Milliarden Jahre hinter sich. Ursprünglich war er nur ein winziger Fleck in den Wolken aus Staub und Gas, die sich einst zu den ersten kosmischen Körpern verdichteten. Später wurde er Teil eines größeren Asteroiden, vielleicht sogar eines Planeten, um dann in einer dramatischen Kollision wieder in die Tiefen des Weltraums geschleudert zu werden. Bevor er unseren Planeten erreichte, reiste er durch den unendlichen Weltraum, wo er den Kräften der Schwerkraft und Kollisionen mit anderen Objekten ausgesetzt war. Aber wie sind diese Weltraumfragmente entstanden?
1. Der Kollaps des Sonnennebels
Alles begann vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, als ein riesiger interstellarer Nebel aus Staub und Gas unter der Wirkung der Schwerkraft kollabierte. Dieser Kollaps führte zur Bildung der Proto-Sonne und gleichzeitig zur Entstehung einer rotierenden Scheibe aus Material um den neu entstandenen Stern.
2. Die Bildung von Planetesimalen
Innerhalb der rotierenden Scheibe begannen winzige Staubteilchen aufgrund von Gravitations- und elektrostatischen Kräften zu kollidieren und zu verschmelzen. Nach und nach bildeten diese winzigen Teilchen größere Körper, sogenannte Planetesimale. Diese Körper waren zwischen einigen Metern und Hunderten von Kilometern groß und bildeten die Bausteine der zukünftigen Planeten.
3. Akkretion und Kollisionen
Akkretion ist ein Gravitationsprozess, durch den die Planetesimale allmählich größer wurden. Dieser Prozess vollzog sich über Millionen von Jahren, und die anschließenden Kollisionen und Verschmelzungen führten zur Bildung der ersten Planetenembryos, der sogenannten Protoplaneten. Bei diesen Kollisionen wurden enorme Energiemengen freigesetzt, die oft zur Zersplitterung einiger Körper führten. Während sich einige Planetesimale weiter verklumpten und wuchsen, bis sie sich zu Protoplaneten entwickelten, zerbrachen andere in kleinere Fragmente, die im interplanetaren Raum verblieben. Diese Fragmente wurden später zu Meteoroiden, kleinen Körpern, die durch den Weltraum reisen.
4. Unterscheidung
Je nachdem, ob ein Planetesimal eine Differenzierung, d. h. eine Aufspaltung in einzelne Schichten, durchlaufen hat oder nicht, lassen sich Meteorite in zwei grundlegende Gruppen einteilen. Undifferenzierte Meteorite, zu denen Chondrite gehören, haben die Zusammensetzung des ursprünglichen Materials aus dem Sonnensystem beibehalten. Zu den differenzierten Meteoriten gehören Achondrite, Eisenmeteorite und Pallasite, die von Körpern stammen, die geschmolzen sind und bei denen sich die Schichten voneinander getrennt haben.
Chondrite sind die am häufigsten vorkommenden Meteoriten, die bis zu 85 % aller gefundenen Meteoriten ausmachen. Dabei handelt es sich um undifferenzierte, ursprüngliche Überreste von Planetesimalen, den primären Bausteinen von Planeten, die nicht den Prozess des Schmelzens und der Differenzierung durchlaufen haben. Daher haben sie eine Zusammensetzung, die dem ursprünglichen Material, aus dem das Sonnensystem vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist, sehr nahekommt.
Chondrite zeichnen sich durch Chondren aus – winzige kugelförmige Einschlüsse, die hauptsächlich aus Silikatmineralien bestehen und sich früh im Sonnensystem gebildet haben. Diese Chondren entstanden durch schnelles Schmelzen und Abkühlen von Staubpartikeln in der protoplanetaren Scheibe, wahrscheinlich infolge elektrischer Entladungen oder Stoßwellen, die durch die Sonnenaktivität ausgelöst wurden. Nach ihrer Entstehung begannen die Chondren und andere Staubteilchen zu verklumpen und sich mit dem umgebenden Material zu größeren Körpern zu verbinden. Einige dieser Körper sind bis heute in ihrer ursprünglichen Form erhalten geblieben und als Meteoriten auf die Erde gefallen.
Zu den bekanntesten Exemplaren zählt der Tscheljabinsk-Meteorit, dessen Fall am 15. Februar 2013 über Russland beobachtet wurde. Dieser extrem helle Meteor, auch als Superbolide bezeichnet, trat mit einer Geschwindigkeit von rund 19 km/s in die Erdatmosphäre ein und begann in einer Höhe von rund 30 bis 50 km über der Erdoberfläche zu zerfallen.
Auf der anderen Seite gibt es differenzierte Steinmeteoriten, die als Achondrite bezeichnet werden. Diese Meteoriten stammen von Körpern, die so stark erhitzt wurden, dass sie geschmolzen und chemisch in einen Kern, einen Mantel und eine Kruste differenzierten. Dabei haben sie ihre chondritische Struktur verloren und ähneln eher irdischen magmatischen Gesteinen. Achondrite stammen häufig von größeren Körpern wie dem Mond, dem Mars oder dem Asteroiden Vesta.
Einer der berühmtesten Mondmeteoriten ist Gadamis 001, dessen Zusammensetzung mit den Gesteinen übereinstimmt, die von den Apollo-Missionen mitgebracht wurden.
Wenn Sie von Marsfragmenten fasziniert sind, ist Amgala 001 zu erwähnen , ein seltener Meteorit, der von der Oberfläche des roten Planeten stammt. Und wenn Sie sich für andere Achondrite interessieren, ist NWA 7831 (Diogenit) ein schönes Beispiel für eine Probe vom Asteroiden Vesta.
In Eisenmeteoriten hat eine Differenzierung stattgefunden, bei der sich die Schwermetalle, insbesondere Eisen und Nickel, im Kern des Mutterkörpers konzentrierten, während die leichteren Elemente näher an der Oberfläche verblieben. Dieser Prozess führte zur Bildung einer dichten Metalllegierung, die der Hauptbestandteil dieser Meteoriten bildet. Ihre Struktur enthält häufig Kamazit- und Taenitkristalle, zwei Phasen einer Eisen-Nickel-Legierung, die sich bei extrem langsamer Abkühlung formten. Aufgrund dieses langen Abkühlungsprozesses, der sich über Millionen bis Milliarden von Jahren hinzog, lassen sich beim Schneiden und anschließenden Ätzen einiger Proben Widmanstätten-Muster beobachten – einzigartige Kristallstrukturen, die das Markenzeichen von Eisenmeteoriten sind.
Zu den berühmtesten Exemplaren mit Widmanstätten-Mustern gehören Muonionalusta, Aletai, Saint Aubin, Mundrabilla und viele andere.
Beschreibung der Bilder von links nach rechts: Muonionalusta, Aletai, Saint-Aubin, Mundrabilla
Pallasite – eine einzigartige Mischung aus Stein und Metall
Pallasite sind eine besondere Gruppe von Meteoriten, die sowohl aus Stein als auch aus Eisen bestehen. Sie machen nur etwa 1 % aller gefundenen Meteoriten aus. Sie setzen sich aus großen, gut ausgebildeten Olivinkristallen zusammen, die von einer Eisen-Nickel-Matrix umgeben sind.
Sie bildeten sich wahrscheinlich an der Schnittstelle zwischen dem metallischen Kern und dem silikatischen Mantel der Planetesimale, d. h. in einer Übergangszone, in der magmatische Prozesse und Schmelzbewegungen stattfanden. Durch diese geologischen Prozesse vermischten sich Metall und Mineralien und bildeten die charakteristische Struktur der Pallasite: Olivinkristalle, die von einer Metalllegierung umschlossen sind.
Wichtige Vertreter der Pallasite sind beispielsweise der in Kenia entdeckte Sericho, dessen Olivinkristalle eine grüne Färbung aufweisen, oder Seymchan, der für seine transparenten, gelben Olivinkristalle bekannt ist. Imilac gilt aufgrund seiner großen, durchscheinenden Olivinkristalle als einer der schönsten Pallasite.
Beschreibung der Bilder von links nach rechts: Sericho, Seymchan, Imilac, Brahin
5. Fragmentierung und Reise durch das Universum
Die bei Kollisionen freigesetzten Fragmente bewegen sich als Meteoroide durch den Weltraum. Einige von ihnen geraten auf ihrer Reise in das Schwerefeld der Erde und treten in deren Atmosphäre ein. Beim Eintritt in die Atmosphäre können diese Körper durch die enorme Hitze zerfallen. Falls einige Fragmente diesen Prozess überleben, schlagen sie als Meteoriten auf der Erdoberfläche auf.
Schlussfolgerung
Dieser gesamte Prozess, vom anfänglichen Kollaps des Sonnennebels bis zum endgültigen Einschlag von Meteoritenfragmenten auf der Erde, liefert wertvolle Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems. Die Analyse von Meteoritenproben ist daher von entscheidender Bedeutung, um die chemischen und physikalischen Bedingungen zu verstehen, unter denen die ersten Festkörper in unserem Universum entstanden sind.
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Autor: Terezie Laubrova
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