- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema August 2003: "Meteorite"

Meteorite sind feste Körper, die zu über 99% aus dem Planetoidengürtel, der sich zwischen Mars und Jupiter befindet, zu uns gelangen. Ein ganz geringer Anteil kommt von außerhalb unseres Sonnensystems. Einige wenige gelangen daneben von unserem Mond, vom Mars oder auch noch von anderen Körpern unseres Sonnensystems (z.B. Asteroiden und Kleinplaneten wie Vesta) zu uns.

Als Alter der Meteoriten bezeichnet man den Zeitraum, seitdem ihre Materie erstarrte. Es beträgt durchwegs ca. 4,5 bis 4,6 Milliarden Jahre, das heißt, sie sind Materie aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems.

Die ursprünglichsten Meteorite sind die Chondrite. Sie stammen aus der ersten Phase der Entstehung des Sonnensystems, als sich Gase bei niedrigen Temperaturen zu kleinen Staubkörnern verfestigten. Diese wiederum verklumpten weiter. Bereits mit bloßem Auge erkennt man in ihnen kleine mehr oder weniger runde Kügelchen, sogenannte Chondren oder Chondrulen. Besonders ursprünglich sind unter den Chondriten die kohligen Chondrite, von denen der 1969 in Mexiko bei Allende gefallene Meteoritenschauer der bekannteste ist. Alle anderen Meteoriten sind erst etwas später entstanden, als sich aus den ersten Zusammenballungen durch gegenseitige Kollisionen bereits größere Körper gebildet hatten. Doch das passierte schon innerhalb weniger Millionen Jahre. Die durch den Zusammenprall freigesetzte Energie erhitzte sie soweit, dass die Minerale aufschmolzen und eine Trennung nach der Dichte erfolgte. Das erforderte aber auch größere Körper, sogenannte Planetesimale, auf denen schon die dafür notwendige, wenn auch geringe, Schwerkraft vorhanden war. Wenn diese wiederum zusammenstießen und zerfielen, so wurden Teile des Kerns, der Übergangsschicht und des Mantels zu unterschiedlichen Meteoriten.

Meteorite müssen eine gewisse Mindestgröße haben, damit ein Bruchteil ihrer Masse das Eindringen in unsere Erdatmosphäre übersteht. Sind die Körper kleiner, so verglühen sie vollständig und sind nur als Leuchtspur d.h. Meteor (im Volksmund Sternschnuppe) kurzfristig zu sehen. Es gibt allerdings noch eine weitere Alternative: sind die Partikel nämlich winzige Staubkörner (kleiner als 0,1 mm), so werden sie in der oberen Atmosphäre langsam abgebremst und sinken als Staub zu Boden. Die Erde nimmt durch solche Mikrometeoriten täglich einige tausend Tonnen an Masse zu. Wenn wir bei uns zu Hause also Staub wischen, dann sind garantiert auch einige davon dabei, wir wissen nur nicht, welche es sind.

Beim rasanten Flug durch die Erdatmosphäre kommt es zum Aufschmelzen der Oberfläche und Bildung einer Kruste, wie die meist schwarze Oberfläche von unverwitterten Fundstücken zeigt. Diese kann bei Eisenmeteoriten kleine Mulden, sogenannte Remaglypten aufweisen, welche auch die Flugorientierung erkennen lassen. Der Meteoritenkern bleibt dabei (je nach Größe) kalt, da er ja die tiefen Temperaturen des Weltalls mitbringt.

Das erste gefundene Bruchstück des Meteoriten Neuschwanstein.
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Das zweite gefundene Bruchstück des Meteoriten Neuschwanstein, das Rostflecken aufweist, da es über ein Jahr im feuchten Waldboden lag.
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Große Meteoriten zerbersten manchmal beim Flug durch die Erdatmosphäre, da sie vor sich einen riesigen Druck aufbauen und hinter sich einen großen Sog erzeugen. Entscheidend ist ebenso der Eintrittswinkel und die Eintrittsgeschwindigkeit in die Atmosphäre. Meteoriten mit einer Masse bis zu 10 Tonnen werden beim Eindringen in die Atmosphäre abgebremst und fallen schließlich wie Steine (mit ca. 300 km/h) zu Boden. Dabei geht selbstverständlich ein Großteil ihrer Masse durch Abschmelzprozesse verloren. So schätzt man zum Beispiel die Masse des kürzlich gefallenen Meteoriten "Neuschwanstein" auf ca. 600 kg, von denen ca. 20 kg die Erde erreicht haben sollen. Die beiden bisher gefundenen Stücke haben ein Gewicht von 1,7 bzw. 1,6 kg.

Je größer die Meteoriten sind, umso weniger werden sie von der Atmosphäre abgebremst. Sie treffen mit ihrer ursprünglichen Geschwindigkeit, die zwischen 70 000 und 250 000 km/h liegt, auf. Sie schlagen dabei einen gewaltigen Krater, verdampfen aber durch die freigesetzte Energie komplett.

Wenn wir die Oberfläche des Mondes oder des Merkurs betrachten, so ist sie übersät mit Meteoritenkratern unterschiedlichster Größe. Weil diese Körper keine Atmosphäre haben und im Inneren verfestigt sind, bleiben die Spuren solcher Einschläge über Milliarden von Jahren praktisch unverändert erhalten. Bei der Erde ist das anders: Die Erdkruste wird durch die Plattentektonik immer wieder neu gebildet. Erosion und Vegetation verwischen zusätzlich alle Spuren. Deswegen hat es lange gedauert bis gesichert feststand, dass auch auf der Erde größere Meteoriten eingeschlagen sind.

Ansicht des Meteoritenkraters in Arizona.
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Der erste Krater, an dem dies erkannt wurde, ist der Arizona- oder Meteor-Krater, der erst vor ca. 20 000 Jahren entstand und daher recht gut erhalten ist. Bei diesem Einschlag eines 24 m großen Eisenmeteoriten entstand ein Krater mit einem Durchmesser von 1,2 km und einer Tiefe von 183 m. Bemerkenswert ist, dass von diesem Meteoriten vor dem Einschlag Tausende kleiner Bruchstücke abplatzten, die herabfielen und erhalten blieben, während die Hauptmasse, ca. 56 000 Tonnen, verdampfte.

Das Nördlinger Ries mit einem Durchmesser von ca. 20 km ist ein weiteres Beispiel für den Einschlag eines großen Meteoriten vor 15 Millionen Jahren. Sogar das Aussterben der Dinosaurier wird auf den Einschlag des Chicxulub-Meteoriten von 65 Millionen Jahren zurückgeführt! Für eine Katastrophe, die unsere Zivilisation gefährden kann, reicht der Einschlag eines Körpers von mehr als einem km Durchmesser. Diese Gefahren sind schon mehrfach durch Filme dramatisch dargestellt worden. Auch die Politiker und Wissenschaftler beschäftigen sich inzwischen mit diesem Problem. Um die tatsächlichen Risiken besser abschätzen zu können, versucht man mit verschiedenen Programmen die Kleinkörper zu erfassen, die der Erde besonders nahe kommen und damit ein Risiko darstellen.

Aber auch kleinere Meteoriten können für den Einzelnen eine Gefahr darstellen. Trotzdem ist bisher nicht bekannt, dass ein Mensch durch einen Meteoriten getötet wurde. Zwar sind schon Häuser, Autos und sogar Postboxen (in den USA) beschädigt worden, auch ein Hund wurde bereits tödlich getroffen. Von der Verletzung eines Menschen sind aber nur zwei Fälle bekannt.

Durch genaue Untersuchungen kann man heute auch feststellen, wie lange Meteoriten im Weltraum der kosmischen Strahlung ausgesetzt waren, das heißt, wie lange sie unterwegs waren, bis sie auf die Erde fielen. Schließlich kann man inzwischen sogar feststellen, wie lange sie bereits auf der Erde liegen. Aus der Untersuchung der Meteorite erhofft man sich wesentliche Aufschlüsse über die Entstehung des Sonnensystems.

Die Klassifikation von Meteoriten finden Sie im Monatsthema September 2003.

Gerardo Inhester

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