Fortgeschrittene wässrige Alteration in primitiven Meteoriten: Untersuchungen von CR1-Sulfiden und -Metallen im Mikro- bis Nanomaßstab

• Antragstellerin: Dr. Sheryl Singerling
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545422732

In der vorgeschlagenen Arbeit möchte ich zwei Gruppen von Mineralien in Meteoriten untersuchen, die sich seit ihrer Entstehung im frühen Sonnensystem vor fast 4,56 Milliarden Jahren kaum verändert haben. Diese Meteoriten werden CR-Chondriten genannt und enthalten Informationen über das Sonnensystem in seinen frühesten Stadien. Die Mineralien, die ich untersuchen möchte, sind Eisensulfide (die hauptsächlich Eisen und Schwefel enthalten) und Metalle (die hauptsächlich Eisen und Nickel in ihrer metallischen Form enthalten). Beide Arten von Mineralien reagieren empfindlich auf Wasser und verändern sich bereits bei geringen Flüssigkeitsmengen sehr schnell. In den kleinen Körpern (Asteroiden), wie denen, aus denen die CR-Chondriten stammen, ist Wasser in relativ großer Menge vorhanden. Diese kleinen Körper sind die wahrscheinlichste Quelle für das Wasser, das wir heute auf der Erde haben. Indem wir die Mineralien untersuchen, die durch das Wasser verändert wurden, können wir wiederum etwas über das Wasser selbst lernen. Die vorgeschlagene Arbeit befasst sich vor allem mit der Untersuchung von Sulfiden und Metallen in CR-Chondriten, die durch Wasser weitgehend verändert wurden. Dies sind die CR1-Chondriten. In allen Meteoritensammlungen der Welt ist nur ein CR1-Chondrit vorhanden, und bis heute gibt es keine Studien, die die darin enthaltenen Sulfide und Mineralien analysiert haben. Ich werde Elektronenmikroskope verwenden, um die Mineralien vom Mikrometer- bis zum Nanometerbereich zu untersuchen. Zu den Instrumenten gehören ein Elektronensonden-Mikroanalysator (EPMA) und ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM). Viele Merkmale sind nur in solch kleinen Maßstäben sichtbar, aber dieselben Merkmale können Forschern viel über Prozesse in größerem Maßstab verraten; wie Erwärmung, Stöße, Weltraumverwitterung und die Wechselwirkung von Wasser mit Gesteinsmaterialien; sowie die vorliegenden Bedingungen; wie Temperatur, Druck und Flüssigkeitszusammensetzung. Die CR1-Chondrite enthalten nicht nur Wasser, sondern ähneln auch den Gesteinsmaterialien, die auf den Asteroiden Ryugu und Bennu vorkommen. Beide Asteroiden waren das Ziel jüngster Missionen der japanischen und amerikanischen Raumfahrtagenturen (JAXA bzw. NASA). Bei diesen Missionen wurden tatsächlich Proben von den Asteroidenoberflächen entnommen und für detaillierte Laborstudien zur Erde zurückgebracht. Analysen der CR1-Chondriten mit ähnlichen Techniken und Instrumenten wie bei diesen zurückgegebenen Proben ermöglichen bessere Vergleiche und fundierte Aussagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen