- Astronomie im Berchtesgadener Land -

Monatsthema September 2003: "Die Klassifikation von Meteoriten"

1. Eisenmeteorit mit den typischen Schmelzerscheinungen an der Oberfläche
2. Widmannstättsche Figuren bei einem feinen Oktaedriten IVA (Gibeon)
3. Neumannsche Linien bei einem Hexaedriten (Frederiksburg)
4. Polierte Fläche eines nickelreichen Ataxiten (Chinga)
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Da sind zunächst einmal die Eisenmeteorite. Sie bestehen aus den Eisenmineralen Kamazit, Taenit und Troilit. Kamazit ist enthält außer Eisen bis zu 7,5% Nickel, Taenit enthält über 25% Nickel und Troilit ist Eisensulfid. Ein weiterer Bestandteil der Eisenmeteorite ist Plessit. Dabei handelt es sich aber nicht um ein eigenes Mineral, sondern um eine sehr feinkörnige Mischung von Kamazit und Taenit. Bemerkenswert ist daran, dass in der Erdkruste Eisen in metallischer Form überhaupt nicht vorkommt. Es ist zu bindungsfreudig vor allem mit Sauerstoff. Die Gewinnung von Eisen ist daher nicht einfach und man vermutet, dass das erste Eisen, das die Menschen verwendeten, meteoritisches Eisen war.

Wie unterscheidet man nun Eisenmeteoriten von industriell hergestelltem Eisen? Da wäre zunächst der deutliche Nickelgehalt, den die Meteoriten haben. Ist dieser auch vorhanden, so muss man eine plangeschliffene Fläche anätzen. Dabei erscheinen bei den meisten Eisenmeteoriten die charakteristischen "Widmannstättschen Figuren", die diese Meteorite als Oktaedrite kennzeichnen. Sie beweisen, dass es sich hier um außerirdisches Material handelt. Sie entstehen dadurch, dass die zwei Minerale Kamazit und Taenit mit 1°C pro 1 Million Jahre abkühlen und auskristallisieren, dabei erstarrt zunächst das Kamazit, das den höheren Schmelzpunkt hat in Lamellen, die von Taenit eigefasst werden. Die Zwischenräume werden schließlich von Plessit ausgefüllt und das geschieht praktisch in Abwesenheit von Gravitation!

Aber nicht alle Eisenmeteorite weisen diese Struktur auf: Hexaedrite haben parallele "Neumannsche Linien", die durch mechanische Belastung des Meteoriten entstehen. Ataxite schließlich zeigen überhaupt keine Struktur und sind daher am schwersten als solche zu erkennen. Die Widmanstättschen Figuren verschwinden nämlich, wenn der Körper später noch einmal erhitzt wird. Aber schließlich kann man oft an der Kruste und an typischen Schmelzerscheinungen der Oberfläche erkennen, ob es sich um einen Meteoriten handelt. Liegt ein Eisenmeteorit allerdings lange auf der Erde, bevor er gefunden wird, so oxydiert seine Oberfläche und die Kruste ist verloren.

Obwohl nur ca. 5% aller Meteorite Eisenmeteorite sind, so sind sie unter den gefundenen Meteoriten mit fast 50% vertreten. Das kommt daher, dass sie durch ihr Gewicht besonders auffallen und sich mit Metallsuchgeräten finden lassen. Eisenmeteorite stammen aus dem Kern von Asteroiden, die durch schwere Zusammenstöße zerstört wurden.

5. Kohliger Chondrit CV3 mit Einschlüssen (Allende)
6. Primitiver Enstatit-Achondrit (Zaklodzie)
7. Stein-Eisen-Meteorit: Pallasit (Brahin)
8. Basaltbruchstück eines Marsmeteoriten, Shergottit (Dar al Gani 476)
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Bei den Steinmeteoriten unterscheidet man zunächst die Chondrite und Achondrite. Alle Steinmeteoriten weisen einen geringen Gehalt an metallischem Eisen auf, ziehen Magneten daher mehr oder weniger stark an und weisen kleine metallische Einsprengsel auf.

Chondrite sind die ursprünglichsten, da sie aus Materie bestehen, die seit der Entstehung des Sonnensystems am wenigsten verändert wurde. Die Chondren sind kugelförmige Zusammenballungen unterschiedlicher Größe, deren Entstehung noch nicht restlos geklärt ist. Sie ragen an Bruchflächen heraus und unterscheiden sich farblich von der einheitlichen Grundmasse. Nach ihrem Eisenanteil unterscheidet man H-Chondrite mit 15 bis 19% metallischem Eisen, L-Chondrite mit 4 bis 9% und LL-Chondrite mit 0,3 bis 3%. Darüber hinaus gibt es noch die Enstatit-Chondrite mit 17 bis 23% und die kohligen Chondrite mit 0 bis 5% metallischem Eisen. Letztere sind besonders interessant: sie enthalten Kohlenstoff und Wasser, was darauf hindeutet, dass sie seit ihrer Entstehung kaum erwärmt wurden. Diese Gruppen sind natürlich noch nach verschiedenen Merkmalen der Zusammensetzung und Struktur und schließlich auch noch nach den Veränderungen, die sie durch den Einschlag auf der Erde erlitten haben, unterteilt. Chondrite machen ca. 80% aller Meteorite aus.

Achondrite haben einen Anteil von ca. 8% an allen Meteoriten. Bei ihnen sind die Chondren später aufgeschmolzen worden und damit verschwunden. Sie stammen aus der Oberfläche von Asteroiden und Planeten. Sie sind deswegen von irdischem Gestein besonders schwer zu unterscheiden. Auch hier gibt es verschiedene Untergruppen, von denen eine besonders bemerkenswert ist: es sind die SNC-Meteoriten. Ihr Name rührt von den Anfangsbuchstaben der drei wichtigsten Vertreter her: Shergotty, Nakla und Chassigny. Im Gegensatz zu allen übrigen Meteoriten, deren Materie vor ca. 4,6 Milliarden Jahren, das heißt zu Zeiten der Entstehung unseres Sonnensystems, erstarrte, sind sie nur ca. 300 Millionen Jahre alt. Das bedeutet, dass ihre Materie von der Oberfläche größerer Planeten stammen muss, wo noch so spät magmatische Erstarrungsprozesse (wie auf der Erde) stattfanden. Als Ursprung dafür hat man inzwischen den Mars ausgemacht. Dort müssen so große Meteoriten eingeschlagen haben, dass Materie in den Weltraum geschleudert wurde. Auch vom Mond und vom Kleinplaneten Vesta sind Bruchstücke auf die Erde gefallen.

Die Stein-Eisen-Meteoriten stammen aus der Übergangsschicht zwischen Kern und Mantel von Asteroiden. Sie enthalten neben dem Hauptanteil von Eisen und Nickel auch größere Mengen an Silikaten. Unter ihnen sind wohl die Pallasite die schönsten. Sie besitzen ein poröses, wabenähnliches Nickel-Eisen-Gerüst. Die Hohlräume sind meist mit Olivin ausgefüllt. Bei den Mesosideriten dagegen ist das Verhältnis von Metall zu Gestein umgekehrt.

Die Suche nach Meteoriten ist in den letzten Jahren verstärkt worden. Dazu bieten sich vor allem die Wüsten, wie die Sahara an, wo schon die Einheimischen inzwischen an groben Merkmalen Meteoriten erkennen können und wissen, dass damit gutes Geld zu verdienen ist. Außerdem sucht man in der Antarktis, wo die Kälte die Verwitterung der Meteoriten verhindert und sie sich von der weißen Eisfläche besonders gut abheben. Das wird noch dadurch begünstigt, dass sie durch die Bewegung der Gletscher an bestimmten Stellen wieder an die Oberfläche kommen und dort von kleinen Robotgeräten eingesammelt werden können. Dadurch stammen inzwischen rund dreiviertel aller gefundenen Meteoriten von der Antarktis. Mit der Zahl der Meteoriten steigt auch die Anzahl der neu entstehenden Untergruppen.

Weblinks:

• www.e-meteorite.de
• www.haberer-meteorite.de
• www.neunplaneten.de
• www.meteoritecentral.com (in Englisch)

Grundlagen über Meteorite finden Sie im Monatsthema August 2003.

Gerardo Inhester

Zum Sternenhimmel September 2003

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