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Meteorit

Festkörper kosmischen Ursprungs

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Ein Meteorit [meteoˈrit] ist ein relativ kleiner Festkörper kosmischen Ursprungs, der die Erdatmosphäre durchquert und den Erdboden erreicht hat. Er besteht gewöhnlich überwiegend aus Silikatmineralen oder einer Eisen-Nickel-Legierung, wovon ein gewisser Teil beim Eintritt in die Erdatmosphäre verglüht ist. Da es sich fast immer um vielkörnige Mineral-Aggregate handelt, werden Meteoriten unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung zu den Gesteinen gezählt. Unabhängig davon werden die einzelnen Bestandteile eines Meteoriten als Minerale, Elemente oder Erze klassifiziert, dies ist auch bei Gesteinen der Fall. Meteoriten sind von wissenschaftlichem Interesse, da sie Informationen über die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems liefern können.

Der Bildungsort der Meteoriten ist das Sonnensystem. Sie ermöglichen wertvolle Einblicke in dessen Frühzeit.

Als Meteoroiden bezeichnet man den Ursprungskörper, solange er sich noch im interplanetaren Raum befindet. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre erzeugt er eine Leuchterscheinung, die als Meteor bezeichnet wird. Der Meteoroid verglüht entweder als Sternschnuppe in der Erdatmosphäre oder erreicht als Meteorit den Boden.

Meteoroiden, die aus dem Sonnensystem stammen, haben im Bereich des Erdorbits eine maximale heliozentrische Geschwindigkeit von etwa 42 km/s (siehe Dritte kosmische Geschwindigkeit). Da die Bahngeschwindigkeit der Erde etwa 30 km/s beträgt, sind Relativgeschwindigkeiten von maximal 72 km/s oder 260.000 km/h möglich.

Beim Eintritt in die Erdatmosphäre werden die Meteoroiden sehr stark abgebremst. Dabei werden sie erhitzt, wodurch sie an der Oberfläche teilweise schmelzen bzw. verdampfen. Da der Sturz durch die Erdatmosphäre nur einige Sekunden dauert, kann sich das Innere vor allem größerer Meteoriten nicht nennenswert erwärmen. Erst nach dem Aufschlag kann die an der Oberfläche entstandene Reibungswärme in das Innere des Meteoriten durch Wärmeleitung abgegeben werden. Da das Volumen der erhitzten Oberfläche im Verhältnis zum Gesamtvolumen jedoch meist klein ist, bleibt das Innere relativ kühl und unverändert.

Das Wort Meteorit leitet sich ab von altgriechisch μετέωρος metéōros mit der Bedeutung „emporgehoben“, „hoch in der Luft“ (vergleiche Meteorologie). Hauptsächlich bis Mitte des 20. Jahrhunderts wurden Meteoriten überwiegend Meteorsteine genannt, davor waren auch die Bezeichnungen Aerolith („Luftstein“) und Uranolith („Himmelsstein“) verbreitet. Bis Anfang der 1990er Jahre wurden die heute als Meteoroiden bezeichneten Objekte – ebenso wie die zur Erdoberfläche gelangten Überreste dieser Objekte – als Meteoriten geführt.

Nach ihrem inneren Aufbau werden Meteoriten unterteilt in undifferenzierte und differenzierte Meteoriten:

undifferenzierte Meteoriten enthalten die ersten und somit ältesten schweren chemischen Elemente, die im Sonnensystem durch Kernfusion entstanden. Sie sind die bei weitem am häufigsten gefundenen Meteoriten und werden Chondrite genannt; man zählt sie zu den Steinmeteoriten.

dagegen stammen die differenzierten Meteoriten überwiegend von Asteroiden, einige auch vom Mars oder dem Erdmond, also solchen Himmelskörpern, die wie die Erde durch Schmelzprozesse einen schalenartigen Aufbau aufweisen; diese Materialtrennung wird Differentiation genannt. Differenzierte Meteoriten lassen sich weiter unterteilen in

die nichtchondritischen Steinmeteoriten, die man auch Achondrite nennt; sie stammen aus dem Mantel der Asteroiden.

die aus einer Eisen-Nickel-Legierung bestehenden Eisen-Meteoriten, sie stammen aus dem Kern der Asteroiden.

die Stein-Eisen-Meteoriten, sie stammen aus dem Übergangsbereich zwischen Kern und Mantel.

Je nachdem, ob der Fall eines Meteoriten beobachtet wurde oder ob der Meteorit bereits früher unbeobachtet gefallen ist und nur gefunden wurde, wird ein Meteorit als „Fall“ oder „Fund“ eingeteilt. Neben der chemischen und petrologischen Klassifizierung werden Meteoritenfunde auch nach dem Grad der Verwitterung seit ihrem Auftreffen auf der Erdoberfläche in Verwitterungsklassen eingeteilt. Die NASA benutzt die Klassen A, B und C, je nach der Stärke der auf Bruchflächen sichtbaren Braunfärbung durch Eisenoxide. Ein alternatives Klassifizierungssystem bestimmt an Anschliffen den Grad der Umwandlung von Troilit und Metall in Oxide (W0 bis W4) und der Umwandlung von Silikaten in Tonminerale (W5 und W6). Diese W-Klassen können sinnvoll nur auf Meteoriten mit Troilit- und Metallkörnern, d. h. Chondrite, angewendet werden.

Meteoriten können eine Metamorphose durch ein Schockereignis, beispielsweise während des Losschlagens vom Mutterkörper, erlitten haben. Dies wird durch Einteilen in die Schockklassen S1–S6 beschrieben, wobei in S1 nicht oder nur sehr schwach geschockte Meteoriten und in S6 die am schwersten geschockten Meteoriten stehen.

Im Einzelfall kann die Entscheidung, ob ein gefundenes Gesteinsstück tatsächlich ein Meteorit ist, nur vom Fachmann getroffen werden. Im Falle von metallischen Meteoriten bedient er sich dazu beispielsweise der Widmanstätten-Figuren. Sie werden sichtbar, wenn man einen Eisenmeteoriten auftrennt, die Schnittflächen poliert und mit einer Säure, zum Beispiel verdünnter Salpetersäure, anätzt. Es erscheinen dann die charakteristischen Kristallstrukturen des Metalls, eben die Widmanstätten-Figuren, die nur in Meteoriten auftreten. Sie entstehen bei sehr langsamer Abkühlung über Millionen Jahre im Mutterkörper der Eisenmeteoriten. Es gibt allerdings Eisenmeteoriten, die keine Widmanstätten-Figuren zeigen; ihr Nichtvorhandensein schließt einen Meteoriten also nicht aus.

Eine weitere Möglichkeit, ein gefundenes Eisenstück als Meteoriten zu identifizieren, ist ein Nickeltest, da alle Eisenmeteoriten mindestens 4 Prozent Nickel enthalten. Ein Indiz für einen Steinmeteoriten kann das Vorhandensein einer schwarzen Schmelzkruste sowie kleiner Kügelchen (Chondren) sein. Mit einem Magneten kann man ein gefundenes Steinstück auf Magnetismus testen, da Chondrite wegen der in ihnen vorhandenen kleinen metallischen Eisenteilchen magnetisch sind. Als Pseudometeoriten werden solche Funde bezeichnet, die wegen mehr oder weniger großer Ähnlichkeiten zu meteoritischem Gestein zunächst für einen Meteoriten gehalten wurden, sich bei genauerer Analyse jedoch als irdisches Gestein entpuppten.

Drei verschiedene Alter werden bei Meteoriten unterschieden: das Entstehungsalter, Bestrahlungsalter und das terrestrische Alter.

Die genauen Regeln der Namensgebung wurden von der Meteoritical Society, einer internationalen Fachgesellschaft, aufgestellt. Das Publikationsorgan der Meteoritical Society ist die Zeitschrift Meteoritics & Planetary Science oder kurz MAPS. Hier erscheint das Meteoritical Bulletin mit Katalogen, Inventaren und der Routinebeschreibung neuer Meteoriten. Dieses Supplement mit den vom Nomenclature Committee geprüften und freigegebenen Listen aller eingereichten und klassifizierten neuen Funde und Fälle gilt als Standard-Referenzwerk für die Inventarisierung und die Nomenklatur aller Meteoriten.

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