Pfeilspitze aus meteoritischem Eisen

Eine bronzezeitliche Pfeilspitze, die in Mörigen am Bielersee in der Schweiz gefunden wurde, ist aus meteoritischem Eisen hergestellt worden. Das konnten Forschende in einer inter­disziplinären Studie des Natur­historischen Museums Bern unter Leitung des Geologen Beda Hofmann zweifelsfrei zeigen. Den Nachweis lieferte der Physiker Marc Schumann von der Universität Freiburg mithilfe von Gamma­spektrometrie. „Das Besondere an diesem Projekt ist, dass wir höchst inter­disziplinär gearbeitet haben und Methoden aus so unterschiedlichen Bereichen wie Archäologie, Meteoriten­forschung und Teilchen­physik zusammen­gebracht haben“, sagt Schumann. 

Der Nachweis einer so frühen Verwendung von meteoritischem Eisen ist extrem selten. Die Pfeilspitze ist im Besitz des Bernischen Historischen Museums, sie ist 39 Millimeter lang und 2,9 Gramm schwer und stammt aus einer bronze­zeitlichen Pfahlbaustation bei Mörigen am Bielersee (900 bis 800 v. Chr.). Dort wurde sie im 19. Jahrhundert bei Ausgrabungen gefunden. Um das uner­setzliche historische Artefakt nicht zu beschädigen, musste bei der Analyse auf zerstörungs­freie Untersuchungs­methoden zurückgegriffen werden.

Die Kunst, aus Erz Eisen herzustellen, ist in Zentraleuropa seit Beginn der Eisenzeit um 800 vor Christus nachgewiesen. Vor dieser Zeit galt das Metall als äußerst rar und kostbar – es war nur aus Meteoriten bekannt. Archäo­logische Objekte aus meteoritischem Eisen sind darum extrem selten und wurden einst wohl nicht als Gebrauchs­gegenstände eingesetzt. In ganz Eurasien und Afrika sind nur 55 solche Objekte bekannt, diese stammen von 22 verschiedenen Fundstellen. Allein 19 Objekte stammen aus dem Grab des Pharaos Tutanchamun in Ägypten. Nur ein Teil der Artefakte wurde allerdings bisher mit modernen analytischen Methoden untersucht.

Die nun eingesetzten Methoden für die Analyse der Pfeilspitze in Bern umfassen Lich­tmikroskopie, Rasterelektronen­mikroskopie, Röntgen­tomographie, Röntgen­fluoreszenz, Myonen-induzierte Röntgen­spektrometrie (MIXE) sowie hochempfindliche Gamma­spektrometrie. „Mit Gamma­spektrometrie können wir von jeder beliebigen Probe einen radioaktiven Fingerabdruck erstellen und auch relativ kurzlebige Isotope finden“, sagt Schumann. „Die Produktion mancher dieser Isotope findet nur im Weltall statt.“ Dazu gehört Aluminium-26, das Schumann mit seinem Team in der Pfeilspitze finden konnte. „Damit konnten wir den zweifels­freien Beweis erbringen, dass es sich bei dem Material um einen Meteoriten handelt, der über lange Zeit im Weltall der kosmischen Strahlung ausgesetzt war.“

Allerdings stammt dieser überraschender­weise nicht vom nahen Twannberg-Meteoriten­streufeld im Berner Jura. Mit rund 8,3 Prozent Nickel ist der Gehalt dieses Elementes in der Pfeilspitze fast doppelt so hoch wie im Twannberg-Meteorit. Ein hoher Germanium-Gehalt zeigt außerdem, dass es sich sehr wahrscheinlich um einen Meteoriten des Typs IAB handelt. Weiter deutet die eher niedrige Konzentration von Aluminium-26 darauf hin, dass die Probe aus dem Innern eines Meteoriten stammt, der ursprünglich eine Masse von mindestens zwei Tonnen hatte.

Bekannte große IAB-Eisen­meteoriten gibt es in Europa nur wenige. Als wahrschein­lichste Herkunft wird der Meteorit Kaalijarv angenommen, der während der Bronzezeit um etwa 1500 vor Christus in Estland fiel. Der Fall dieses Meteoriten produzierte mehrere Krater mit bis zu einhundert Metern Durchmesser. Da die größten Meteoriten­fragmente am Boden explo­dierten, müssten viele kleine Splitter entstanden sein. Weitere Analysen in archäologischen Sammlungen Europas könnten Hinweise geben, ob sich die Spur der Pfeilspitze aus Mörigen nach Estland bestätigen lässt.
 

U. Freiburg / JOL

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  B. A. Hofmann et al.: An arrowhead made of meteoritic iron from the late Bronze Age settlement of Mörigen, Switzerland and its possible source, J. Arch. Sc. 157, 105827 (2023); DOI: 10.1016/j.jas.2023.105827
• Bernisches Historisches Museum, Bern, Schweiz
• Astroteilchenphysik (M. Schumann), Universität Freiburg