Fachbereich 14 - Geowissenschaften
Institut für Planetologie
Analytische Planetologie

Die chemische Heterogenität von CI-Chondriten

CI Chondrite werden als die chemisch primitivsten Gesteine im Sonnensystem angesehen. Mit Ausnahme einiger stark volatiler Elemente entspricht die Gesamtzusammensetzung dieser Meteorite der der solaren Photosphäre, und damit der des gesamten Sonnensystems. Deshalb dient die Zusammensetzung der CI Chondrite als Standard in den Geowissenschaften. Im Detail sind CI Chondrite regolithische Breccien, die aus Fragmenten mit Größen von bis zu mehreren 100 µm bestehen, die in einer feinkörnigen Matrix eingebettet sind. Die Fragmente bestehen aus einer Grundmasse, die hauptsächlich von Schichtsilikaten wie Smektit oder Serpentin dominiert wird. In diese Grundmasse sind alle anderen Mineralphasen wie Magnetite, Sulfide, Karbonate, Sulfate, Phosphate und andere eingebettet. Ziel der Studie ist die Erfassung der chemischen Bandbreite dieser silikatreichen Fragmente, und damit verbundener möglicher chemischer Heterogenität. Dazu wurden zunächst 11 Dünnschliffe von 4 der 5 bekannten CI Chondriten mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) kartiert, danach über 90 silikatreiche Fragmente mit einer Elektronenstrahlmikrosonde auf ihre Gesamtzusammensetzung an Hauptelementen analysiert. Schließlich wurden mittels eines Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometers (TOF-SIMS) Elementverteilungsbilder von mehreren Fragmenten aufgenommen. Es wurden starke Variationen in der Zusammensetzung der Fragmente für fast alle Hauptelemente festgestellt: z.B. reicht der Gehalt an FeO in den Fragmenten von 9.2 bis 42.4 Gewichtsprozent (Gew%). Diese chemischen Unterschiede hängen mit der ebenfalls variierenden mineralogischen Zusammensetzung der Fragmente zusammen. In einem weiteren Schritt wurden mit Hilfe verschiedener statistischer Methoden - vor allem mittels hierarchischer Clusteranalyse - Gruppen von Fragmenten mit ähnlicher, möglicherweise charakteristischer Zusammensetzung gefunden.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Andreas Morlok, Prof. Dr. Addi Bischoff (Leiter), Prof. Dr. Elmar K. Jessberger, HDoz. Dr. Thomas Stephan, Dr. Detlef Rost, Dr. Torsten Henkel

Veröffentlichungen:

Morlok A., Bischoff A., Henkel T., Rost D., Stephan T., and Jessberger E. K.: The chemical heterogeneity of CI chondrites. Lunar Planet. Sci. XXXII, #1530, Lunar and Planetary Institute, Houston (2001).

Morlok A., Bischoff A., Henkel T., Rost D., Stephan T., and Jessberger E. K.: Chemical variation in CI chondrites - degree and implications. Meteoritics & Planet. Sci. 36, A141 (2001).

Morlok A., Floss C., Zinner E., Bischoff A., Henkel T., Rost D., Stephan T., and Jessberger E. K.: Trace elements in CI chondrites: A heterogeneous distribution. Lunar Planet. Sci. XXXIII, #1260, Lunar and Planetary Institute, Houston (2002).