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METEORITEN
Überraschung aus Chondriten
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Münster
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28. September 2016

Durch den Vergleich der genauen Zusammensetzung der Elemente im Gestein der Erde und in Meteoriten lässt sich einiges darüber lernen, aus welchem Material die Planeten und anderen Objekte des Sonnensystems einst entstanden sind. Lange ging man davon aus, dass sich das Urmaterial von Meteoriten und der Erde nicht wesentlich unterschieden hat. Doch dies war offenbar anders.

Burkhardt

Dr. Christoph Burkhardt im Reinraumlabor mit einem Meteoriten aus dem Asteroidengürtel. Bild: WWU / Planetologie  [Großansicht]

Alle Objekte in unserem Sonnensystem bestehen aus Material früherer Sternengenerationen. Wissenschaftler aus Münster, Chicago und Livermore haben nun mittels hochpräziser Isotopen-Messungen herausgefunden, dass die Erde mehr Material von Roten-Riesensternen enthält als die primitiven Meteorite, die sogenannten Chondrite, aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter.

Diese Meteorite sind seit ihrer Entstehung zu Beginn des Sonnensystems vor mehr als viereinhalb Milliarden Jahren bis heute unverändert geblieben und gelten als die Urbausteine der Erde. Die Analyse ihres Gesteins ermöglicht daher Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Erdinneren und die geologische Entwicklung der Erde. Die neue Studie, so die beteiligten Forscher, würde beweisen, dass chondritische Meteorite nicht – wie bisher angenommen – repräsentativ für die isotopische Zusammensetzung der Erde sind.

"Die Studie zeigt, dass die Staub- und Gasscheibe, aus der die Planeten und Meteoriten-Mutterkörper entstanden, nicht überall die gleiche Zusammensetzung hatte", so Dr. Christoph Burkhardt vom Institut für Planetologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. Die Untersuchungen sollen helfen, besser zu verstehen, wie Materie im frühen Sonnensystem transportiert und vermischt wurde, und erlauben Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte planetarer Körper und die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen ihnen.

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"Unsere Arbeit hat weitreichende Folgen für unser Verständnis der Entstehung, Zusammensetzung und geologischen Entwicklung der Erde", erläutert Burkhardt. Dies zeigt sich vor allem bei der Interpretation eines kleinen Unterschieds in der isotopischen Zusammensetzung des Elements Neodym in Gesteinen der Erde und in chondritischen Meteoriten.

Basierend auf der Grundannahme, dass die isotopische Zusammensetzung der Erde und der Chondriten identisch ist, wird der Unterschied nach geltender Lehrmeinung durch den radioaktiven Zerfall von 146-Samarium zu 142-Neodym erklärt. Samarium und Neodym müssten sich somit zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der Entwicklungsgeschichte der Erde – noch vor Entstehung des Mondes – durch Aufschmelzen des Erdmantels ungleich verteilt haben. Der mit Neodym angereicherte Teil, eine Art frühe Erdkruste, ist dann entweder seit seiner Entstehung in der Erde "versteckt" oder wurde durch Meteoriteneinschläge ins Weltall geschleudert.

Die neue Studie zeigt nun, dass der isotopische Unterschied nicht auf radioaktiven Zerfall und frühe Schmelzprozesse im Erdmantel zurückzuführen ist, sondern nur auf den unterschiedlichen Anteil von Material Roter Riesensterne bei Erde und chondritischen Meteoriten. "Damit werfen wir die in den letzten zehn Jahren aufgekommenen Erdentstehungs- und Entwicklungsmodelle mitsamt ihren 'versteckten' Reservoiren über den Haufen", unterstreicht Burkhardt.

Über ihre Untersuchungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel in der Zeitschrift Nature.

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Meteoriten: Fragment der März-Feuerkugel analysiert - 17. März 2016
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