Diamanten eines Meteoriten berichten von entstehendem Planeten

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Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der EPFL haben mithilfe der Transmissionselektronenmikroskopie eine Meteoritenscheibe mit grossen, unter hohem Druck entstandenen Diamanten untersucht. Die Studie zeigt, dass der ursprüngliche Meteorit ein Embryo eines Planeten in der Grösse zwischen Merkur und Mars war. Diese Entdeckung wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Am 7. Oktober 2008 drang ein Asteroid in die Erdatmosphäre ein und explodierte 37 Kilometer über der Nubischen Wüste im Sudan. Der mittlerweile unter der Bezeichnung «2008 TC3» bekannte Asteroid hatte einen Durchmesser von etwas mehr als vier Metern. Bei der Explosion in der Atmosphäre liess er zahlreiche Fragmente auf die Wüste regnen. Von einer Gesamtmasse von 4,5 kg wurden nur rund 50 Fragmente in der Grösse von 1 bis 10 cm eingesammelt. Sie wurden zur Untersuchung in einer als Almahata Sitta («Station Six» auf Arabisch nach dem Namen eines nahen Bahnhofs zwischen Wadi Halfa und Khartoum) bezeichneten Kollektion katalogisiert.

Die Almahata-Sitta-Meteoriten sind hauptsächlich seltene Ureiliten, die oft geringe Ansammlungen von nanometrisch kleinen Diamanten enthalten. Gemäss der vorherrschenden Meinung können diese winzigen Diamanten auf drei Arten entstehen: Erschütterungswellen mit enormem Druck aufgrund von Hochenergiekollisionen zwischen dem ursprünglichen Meteoriten und anderen Gegenständen im Weltraum, Ablagerung durch chemische Dämpfe oder «normaler» statischer Druck innerhalb des ursprünglichen Körpers wie bei den meisten Diamanten auf der Erde.

Ein Asteroid ist in die Atmosphäre eingedrungen und hat zahlreiche Fragmente auf die Wüste regnen lassen.

Planetenembryo

Die bisher unbeantwortete Frage bezog sich auf den planetaren Ursprung der Ureiliten des 2008 TC3. Wissenschaftler des Labors für Erd- und Planetenwissenschaften (EPSL) von Philippe Gillet an der EPFL haben zusammen mit Kollegen aus Frankreich und Deutschland grosse Diamanten (Durchmesser 100 Mikron) aus einigen der Meteoriten von Almahata Sitta untersucht und entdeckt, dass der Asteroid von einem im Entstehen begriffenen Planeten in der Grösse zwischen Merkur und Mars stammt.

«Die Forscherinnen und Forscher analysierten die Proben mithilfe einer Kombination fortschrittlicher Transmissionselektronenmikroskope.»

Die Forscherinnen und Forscher analysierten die Proben mithilfe einer Kombination fortschrittlicher Transmissionselektronenmikroskope im Interdisziplinären Zentrum für Elektronenmikroskopie an der EPFL. Die Datenanalyse zeigte, dass die Diamanten Chromit, Phosphat und Eisen-Nickel-Sulfate enthielten, was die Wissenschaftler als «Einschlüsse» bezeichnen. Seit Langem war bekannt, dass es diese in Diamanten auf der Erde gab, aber nun wurden sie zum ersten Mal in einem ausserirdischen Körper beschrieben.

 

Unter Hochdruck

Die besondere Zusammensetzung und Morphologie dieser Materialien lässt sich nur erklären, wenn der Druck, unter dem die Diamanten gebildet wurden, mehr als 20 GPa (Druckeinheit Gigapascal) betrug. Ein so hoher innerer Druck kann je nach der Schicht, in der die Diamanten entstanden, nur herrschen, wenn der ursprüngliche Körper ein im Entstehen begriffener Planet von der Grösse zwischen Merkur und Mars war.

Zahlreiche Modelle für die Bildung der Planeten sagten voraus, dass diese Planetenembryonen in den ersten Millionen Jahren unseres Sonnensystems existierten, und die Studie erbringt nun den unwiderlegbaren Beweis ihrer Existenz. Viele von ihnen hatten die Grösse von Mars wie beispielsweise derjenige, der die Erde traf und so den Mond entstehen liess. Andere bildeten grössere Planeten, kollidierten mit der Sonne oder wurden aus dem Sonnensystem katapultiert. Der Autor schreibt: «Diese Studie erbringt den überzeugenden Beweis, dass der ursprüngliche Körper dieses Meteoriten einer der grossen «verlorenen», vor 4,5 Milliarden Jahren durch Kollisionen zerstörten Planeten war.»

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