Chemische Zonierung in ursprünglichen Objekten von Chondriten als Archiv für die thermische Geschichte und die Redoxbedingungen im frühen solaren Nebel und in Planetesimalen

• Antragsteller: Dr. Ralf Dohmen; Dr. Hans-Peter Schertl
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211504527

In einer Vielzahl von Meteoriten wurden Minerale und Mineralassoziationen beobachtet, die in den ersten Millionen Jahren unseres Sonnensystems gebildet wurden. Man geht davon aus, dass dieses Material zum Teil direkt durch Kondensationsprozesse aus der Gasphase im solaren Nebel entstanden ist. Diese Minerale haben wichtige Informationen aus dieser frühen Phase archiviert. Heute sind wir in der Lage, z.B. über chemische Zusammensetzungen und Zonierungen in den Mineralen, diese Aufzeichnungen zu lesen und detailliert zu interpretieren. Wir möchten versuchen unterschiedliche thermische Ereignisse nachzuweisen und zu quantifizieren, z.B. kurzzeitige Aufheizvorgänge im solaren Nebel oder auch thermisch dominierte Metamorphose(n), wie sie sich später in den Mutterkörpern von Meteoriten abgespielt haben. Dazu werden Zonierungsprofile von Haupt-, Neben- und Spurenelementen in den frühen Mineralen und Mineralassoziationen gemessen, um dann über die Diffusionsmodellierung dieser Zonierungen eindeutige Aussagen über erreichte Maximaltemperaturen und Abkühlraten zu treffen. Die geplante Studie wird durch die Vielzahl von publizierten relevanten Diffusionsdaten in den letzten Jahren und der Verfeinerung von Modellierungstechniken erst jetzt durchführbar. Unterschiedliche Elemente diffundieren in ein und demselben Mineral unterschiedlich schnell und werden unterschiedlich thermisch aktiviert. Gerade dieser letzte Aspekt bietet vielversprechende Forschungsansätze, da diese Elemente ebenso unterschiedlich sensitiv für thermische Ereignisse sind, je nach Maximaltemperatur und Abkühlrate des Systems. Wir erwarten daher, dass unsere Untersuchungen über die thermische Entwicklung von Mineralen einen wichtigen Beitrag zur Kenntnis und zum besseren Verständnis der physikalischen Bedingungen liefern können, wie sie in unserem frühen Sonnensystem oder auch bei der Bildung kleiner planetenähnlicher Objekte geherrscht haben. Unsere ersten Studien an primitiven Chondriten zeigen eindeutig, dass die chemische Zonierung verschiedener Objekte unterschiedliche thermische und Redox-Bedingungen erfordert.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1385: The first 10 Million Years of the Solar System - a Planetary Materials Approach
• Beteiligte Person: Professor Dr. Stefan Weyer, Ph.D.