Erklärt: Wie ein indischer Meteorit half, die Entstehung der Erde zu studieren

Durch die Untersuchung der Zusammensetzung dieser Meteoritenfragmente haben die Forscher die Zusammensetzung entschlüsselt, die im unteren Erdmantel in einer Tiefe von etwa 660 km erwartet wird.

Das internationale Wissenschaftlerteam untersuchte einen Abschnitt des hochgeschockten Meteoriten aus Katol (Quelle: meteorites.asu.edu)

Am 22. Mai 2012 ereignete sich in der Nähe der Stadt Katol in Nagpur ein großer Meteoritenschauer. Wie es am Mittag passierte, verpassten die Dorfbewohner die Lichtshow, aber der Schauer verursachte Überschallknalle oder donnernde Geräusche, die zunächst Gerüchte verbreiteten, dass ein Flugzeug abgestürzt sei.

Am nächsten Tag sammelten Forscher des Geological Survey of India etwa 30 Meteoritenfragmente, von denen die größten etwa ein Kilogramm wogen.

Erste Untersuchungen ergaben, dass das Wirtsgestein hauptsächlich aus Olivin besteht, einem olivgrünen Mineral. Olivin ist die am häufigsten vorkommende Phase im oberen Erdmantel. Unsere Erde besteht aus verschiedenen Schichten, darunter die äußere Kruste, gefolgt vom Mantel und dann dem inneren Kern. Den oberen Mantel erreichen Sie, wenn Sie etwa 410 Kilometer bohren.

Durch die Untersuchung der Zusammensetzung dieser Meteoritenfragmente haben Forscher nun die Zusammensetzung entschlüsselt, die im unteren Erdmantel in einer Tiefe von etwa 660 km erwartet wird.

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Die Untersuchung des Meteoriten könnte uns auch mehr darüber erzählen, wie sich unsere Erde von einem Magmaozean zu einem felsigen Planeten entwickelt hat.

Wie studiert man einen Meteoriten?

Die Forscher nahmen eine kleine Probe des Meteoriten und untersuchten sie mit speziellen Mikroskopietechniken. Die Mineralogie wurde mit einem Laser-Mikro-Raman-Spektrometer bestimmt.

Diese Techniken halfen dem Team, die Kristallstruktur des Meteoriten zu identifizieren, zu charakterisieren und seine chemische Zusammensetzung und Textur zu bestimmen.

Was zeigt die neue Studie?

Das internationale Wissenschaftlerteam untersuchte einen Abschnitt des hochgeschockten Meteoriten aus Katol.

Das in diesem Monat in PNAS veröffentlichte Papier berichtet über das erste natürliche Vorkommen eines Minerals namens Bridgmanit. Das Mineral wurde 2014 nach Prof. Percy W. Bridgman benannt, der 1946 den Nobelpreis für Physik erhielt.

Verschiedene rechnerische und experimentelle Studien haben gezeigt, dass etwa 80% des unteren Erdmantels aus Bridgmanit bestehen. Durch die Untersuchung dieser Meteoritenprobe können Wissenschaftler entschlüsseln, wie Bridgmanit in den Endstadien der Entstehung unserer Erde kristallisierte.

Bridgmanit auf der Erde VS auf Meteorit

Es wurde festgestellt, dass der Bridgmanit im Meteoriten bei Drücken von etwa 23 bis 25 Gigapascal gebildet wurde, die durch das Schockereignis erzeugt wurden. Die hohe Temperatur und der Druck im Inneren unserer Erde haben sich über Jahrmilliarden verändert, was zur Kristallisation, zum Schmelzen und zum Umschmelzen der verschiedenen Mineralien führte, bevor sie ihren aktuellen Zustand erreichten. Es ist wichtig, diese einzelnen Mineralien zu studieren, um eine gründliche Vorstellung davon zu bekommen, wie und wann sich die Erdschichten gebildet haben.

Dr. Sujoy Ghosh, Assistenzprofessorin vom Department of Geology and Geophysics, Indian Institute of Technology Kharagpur erklärt: Der Katol-Meteorit ist eine einzigartige Probe und eine bedeutende Entdeckung. Obwohl frühere Studien an anderen Meteoritenproben (Tenham- und Suizhou-Proben) das Vorhandensein von viel mehr Magnesium- und Eisenkomponenten gezeigt haben, unterschieden sie sich von Bridgmanit, der im unteren Erdmantel vorhanden ist. Die Zusammensetzung von Katol Bridgmanit entspricht sehr genau denen, die in den letzten drei Jahrzehnten in verschiedenen Labors auf der ganzen Welt synthetisiert wurden. Er ist der korrespondierende Autor des Papiers.

Entwicklung der Erde

Die inneren Planeten oder Erdplaneten oder Gesteinsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars entstehen durch Akkretion oder durch Zusammentreffen von Gesteinsstücken und bilden einen Planeten durch erhöhten Druck und hohe Temperatur, verursacht durch radioaktive Elemente und Gravitationskräfte, erklärt Kishan Tiwari, Forschung Stipendiat der Abteilung für Geologie und Geophysik, Indian Institute of Technology Kharagpur. Unsere Erde war ein Ozean aus Magma, bevor sich die Elemente kristallisierten und stabilisierten und sich die verschiedenen Schichten wie Kern und Mantel bildeten. Die schwereren Elemente wie Eisen gingen in den Kern, während die leichteren Silikate im Mantel blieben. Indem wir den Meteoriten als Analogon für die Erde verwenden, können wir mehr Details über die Formation ausgraben. Er ist einer der Autoren des Papiers.

Dr. Ghosh fügte hinzu: Unsere Ergebnisse führten zu zahlreichen weiteren Fortschritten, um zu verstehen, wie sich der Erdkern vor etwa 4,5 Milliarden Jahren gebildet hat. Unsere Entdeckung könnte auch bei der Untersuchung von Hochdruck-Phasentransformationsmechanismen in der tiefen Erde helfen.

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