04.11.2020

Mondmeteorit offenbart neues Mineral

Hochdruckmineral Donwilhelmsite spielt auch für den Aufbau des Erdinnern eine wichtige Rolle.

Ein europäisches Forschungsteam hat im Mondmeteoriten Oued Awlitis 001 ein neues Hochdruck-Mineral namens Donwilhelmsite entdeckt. Über das neue Mineral berichten Jörg Fritz vom Zentrum für Rieskrater und Impakt­forschung Nördlingen und seine Mitarbeiter vom Deutschen Geo­forschungs­zentrum GFZ in Potsdam, dem Museum für Natur­kunde in Berlin, dem Natural History Museum in Wien, dem Institute of Physics of the Czech Academy of Science, dem Natural History Museum in Oslo, der University of Manchester und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR.
 

Abb.: Teile des Mond­meteoriten Oued Awlitis 001, erworben vom...
Abb.: Teile des Mond­meteoriten Oued Awlitis 001, erworben vom Natur­historischen Museum in Wien, in dem das neue Mineral entdeckt wurde. (Bild: NHM Wien, L. Ferrière)

Zusätzlich zu den 382 Kilogramm Gesteinen und Regolith, welche durch die Apollo- und Luna-Weltraum­missionen auf die Erde gebracht wurden, liefern insbesondere die Mondmeteorite wichtige Hinweise zur Entstehung und Entwicklung des Mondes. Wenn sich Einschlags­krater auf dem Mond bilden, werden Gesteine von der Oberfläche in den Weltraum geschleudert. Einige davon landen später als Mond­meteorite auf der Erde. 

Bei diesen Einschlägen treten extreme physikalischen Bedingungen auf. Innerhalb des Mond­gesteins schmelzen mikroskopisch kleine Bereiche auf. Diese winzigen Schmelzzonen sind von großer Bedeutung, weil dort, für den Bruchteil einer Sekunde, Druck- und Temperaturbedingungen auftreten, wie sie auch im Inneren der Erde herrschen. In diesen natürlichen Schmelz­tiegeln entstehen Minerale, die ansonsten für die Wissenschaft unerreichbar im Erdinneren verborgen sind. Minerale wie Wadsleyite, Ringwoodite und Bridgmanite bilden große Teile des Erdmantels. Ihre künstliche Erzeugung gelang erst mit Hoch­druck­experimenten. Als natürliche Minerale wurden sie in Meteoriten gefunden und benannt.

Das neue Mineral Donwilhelmsite besteht aus Kalzium, Aluminium, Silizium und Sauerstoff und ist damit das erste Hochdruckmineral in Meteoriten mit Bedeutung für subduzierte terrestrische Sedimente. Gefunden wurde Donwilhelmsite in winzigen Schmelz­zonen des Mondmeteoriten Oued Awilits 001. Der 2014 in der West-Sahara entdeckte Mond­meteorit hat chemische Ähnlichkeiten mit den Gesteinen unserer Kontinente. Sedimente dieser Kontinente werden durch Wind und Flüsse in die Ozeane getragen und durch Platten­tektonik zusammen mit der dichten ozeanischen Kruste tief in den Erdmantel gezogen. Mit steigendem Druck und Temperatur wandeln sich die Minerale in dichtere Minerale um. Der neu entdeckte Donwilhelmsite entsteht in einer Tiefe von 460 bis 700 Kilometern. Im Gesteins­zyklus der Erde ist Donwilhelmsite wichtig für den Transport kontinentaler Sedimente durch die Übergangs­zone vom oberen in den unteren Erdmantel.

Eine pan-europäische Zusammenarbeit war nötig, um den Mond­meteoriten zu organisieren, das neue Mineral zu entdecken, die wissenschaftliche Bedeutung zu verstehen, und die Kristall­struktur der winzigen, ein tausendstel Millimeter breiten Kristalle genau zu vermessen. „Am GFZ haben wir mit Hilfe der Transmissions­elektrone­nmikroskopie mikrostrukturelle Aspekte der Proben untersucht“, sagt Richard Wirth aus der Sektion „Grenzflächen-Geochemie“. „Unsere Untersuchungen und die Kristall­struktur­analysen der Kollegen aus Tschechien unterstreichen einmal mehr die Bedeutung der Transmission­selektronen­mikroskopie in den Geowissenschaften.“

Das neue Mineral wurde nach dem amerikanischen Mond­forscher Don E. Wilhelms benannt. Er war Teil der Apollo-Missionen, die die ersten Gesteine vom Mond zu Erde brachten. Teile des Mond­meteoriten Oued Awlitis 001 wurden durch die Crowdfunding Aktion „Help us to get the Moon“ erworben und sind im Natur­historischen Museum in Wien ausgestellt. 

GFZ / DE

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