Die Meteoritensammlung der Russischen Akademie der Wissenschaften erhielt Steine, die Kandidaten für Merkurmeteoriten sind

Bis vor kurzem wurden auf der Erde keine Meteoriten vom Merkur gefunden. Doch es gibt Kandidaten. Es handelt sich um zwei Proben außerirdischer Materie, die vor einigen Jahren im Süden Tunesiens und im Nordwesten der Sahara gefunden wurden. Amerikanische Wissenschaftler der University of Minnesota untersuchten die Meteoriten NWA 15915 und KG 022 und veröffentlichten einen wissenschaftlichen Artikel darüber in der Zeitschrift Icarus .

Doch damit nicht genug: Die Meteoritensammlung des Wernadski-Instituts für Geochemie und Analytische Chemie der Russischen Akademie der Wissenschaften (GEOKHI) erhielt kürzlich im Rahmen eines Austauschs Meteoritenpartikel. Konstantin Rjasanzew, Mitarbeiter des Labors für Meteoritik und Kosmochemie des GEOKHI RAS, erläuterte dem MK-Beobachter die russische Version der Herkunft der untersuchten Proben.

- Konstantin, sagen Sie uns, warum auf der Erde noch kein einziger „Mercurianer“ gefunden wurde?

- Die Frage der Meteoriten vom Merkur beschäftigt Wissenschaftler schon lange, denn es wurden bereits mehrere hundert Proben von Mond- und Marsmeteoriten entdeckt. Die Zugehörigkeit dieser Meteoriten wurde mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt – die Mondmeteoriten ähneln dem mitgebrachten Mondboden, und die Zusammensetzung der Edelgase der Marsmeteoriten stimmt mit der in der Marsatmosphäre gemessenen überein. Merkur hat uns mit seinen Meteoriten nicht verwöhnt, so viel ist sicher. Einerseits ist er ein kleiner Planet mit schwacher Schwerkraft, und wenn ein großer Asteroid einschlägt, können durchaus Gesteine von seiner Oberfläche in den Weltraum geschleudert werden. Die Nähe der Sonne erschwert die Sache jedoch, und die herausgeschleuderten Fragmente müssen, um die Erde zu erreichen, mit hoher Geschwindigkeit und entlang einer bestimmten Flugbahn wegfliegen, damit sie nicht von der starken Schwerkraft der Sonne angezogen werden.

- Also ist es theoretisch möglich?

Theoretische Berechnungen zeigen, dass dies möglich ist, wenn auch komplizierter als beispielsweise beim Mars. Daher wird schon seit langem nach möglichen Kandidaten für Merkurmeteoriten gesucht.

Die Sache wird dadurch erschwert, dass wir kaum Informationen über Merkur haben. Um einen Meteoriten vom Merkur zu finden, müssen wir dessen Eigenschaften kennen. Bisher gab es nur zwei Missionen zu diesem Planeten – MARINER (1974–1975) und MESSENGER (2011–2015). Zum Vergleich: Zum Mars wurden bereits über 50 Missionen durchgeführt. Gleichzeitig gab es bisher keine Landemissionen zum Merkur, die direkte Untersuchungen der Materie auf dem Planeten ermöglicht hätten. Die MESSENGER-Mission führte lediglich Fernerkundungen der Planetenoberfläche durch und enthüllte einige Merkmale der Zusammensetzung, auf die wir uns verlassen können.

– Welche Daten haben die Wissenschaftler damals gewonnen?

Es wurde festgestellt, dass die Gesteine auf der Oberfläche des Merkur extrem eisenarm sind, was ungewöhnlich ist, da der Planet einen sehr großen Eisenkern besitzt (dieser wird durch die durchschnittliche Dichte des Planeten bestimmt). Die Mineralien an der Oberfläche werden von Natriumplagioklas, eisenfreiem Pyroxen und Olivin dominiert. Außerdem wurde das seltene Mineral Calciumsulfid (CaS) oder Oldhamit nachgewiesen. Das Fehlen von Eisen und das Vorhandensein von Oldhamit deuten darauf hin, dass Eisen und Schwefel nicht mit Sauerstoff assoziiert sind.

Nachdem diese Eigenschaften der Merkuroberfläche bekannt waren, begannen Wissenschaftler, unter den Meteoriten mögliche Kandidaten auszuwählen. Als erste wurden zwei seltene Gruppen von Achodriten vorgeschlagen – Obrite und Angrite.

– Können Sie erklären, um welche Art von Meteoriten es sich handelt und aus welchen Bestandteilen sie bestehen?

Achondrite sind Steinmeteorite mit magmatischen Strukturen, man könnte sagen – erstarrte Laven und Magmen von anderen Planeten und Asteroiden. Obrite und Angrite zeichnen sich durch einen niedrigen Eisengehalt und eine merkurähnliche Mineralzusammensetzung aus. Obrite sind weiß und bestehen hauptsächlich aus Enstatit (eisenfreiem Pyroxen). Die weiße Farbe ist auf den Mangel an Eisen zurückzuführen, das Pyroxen grün und dunkelgrün färbt. Obrite enthalten außerdem das seltene Mineral Oldhamit. All dies weist große Ähnlichkeiten mit Merkur auf! Bei genauerer Betrachtung weisen Obrite und Angrite jedoch einige Unterschiede zu den vermeintlichen Merkur-Gesteinen auf. Obrite enthalten wenig Plagioklas-Mineral, und Angrite sind eisenhaltiger als nötig. Auch die Reflektivitätsspektren der Substanz dieser Meteoriten unterscheiden sich. Daher werden sie derzeit nicht als mögliche Kandidaten betrachtet, obwohl die Hypothese besteht, dass Obrite aus den tiefen Schichten des Merkurs stammen könnten.

– Wo wurden die Proben gefunden, die den Merkurmeteoriten am ähnlichsten waren?

Einer der meistdiskutierten Funde des letzten Jahrzehnts war der Meteorit NWA 7325, der 2012 in Marokko gefunden wurde. Dieser Meteorit erwies sich als anomaler Achondrit, bestehend aus Chromdiopsid (Pyroxen), Plagioklas und Olivin. Eisen war in diesen Mineralien praktisch nicht vorhanden. NWA 7325 enthält viel Plagioklas, was ihn von den oben beschriebenen Aubriten unterscheidet. Dieser Meteorit war jedoch kein vollständiges Analogon der vermeintlichen Merkur-Gesteine; das Pyroxen in NWA 7325 ist kalziumreiches Diopsid, und auf der Oberfläche von Merkur überwiegt in den Spektren Enstatit, ein kalziumfreies Pyroxen. Außerdem ist der Gesamtkalziumgehalt in NWA 7325 höher als er sein sollte.

– Und was ist mit den Meteoritenfunden aus dem Jahr 2023, die im neuesten Artikel von Wissenschaftlern der University of Minnesota besprochen werden?

– Ja, tatsächlich wurden erst kürzlich, im Jahr 2023, gleich zwei ungewöhnliche Meteoriten entdeckt, deren Eigenschaften erneut zu Gesprächen über einen möglichen Ursprung vom Merkur führten. Der erste von ihnen ist Ksar Ghilane 022 (KG 022), der im Süden Tunesiens, in der gleichnamigen Provinz Tataouine, gefunden wurde. Der zweite ist NWA 15915 – aus Nordwestafrika. Beide Meteoriten haben eine sehr ähnliche Zusammensetzung, stammen wahrscheinlich vom selben Mutterkörper und stellen einen neuen Typ von Achondriten dar. Sie werden als magnesiumhaltige Klinopyroxenite klassifiziert und unterscheiden sich von allen bekannten Achondritengruppen. Die mineralische Zusammensetzung dieser Meteoriten stimmt fast mit der für die Merkurkruste vorhergesagten überein: Sie enthalten Olivin und Pyroxen, etwas Natriumplagioklas und Sulfidoldhamit.

Die Sauerstoffisotopenzusammensetzung dieser Meteoriten ähnelte der von Obriten. All diese Fakten machen Ksar Ghilane 022 und NWA 15915 zu den vielversprechendsten Kandidaten für die Rolle von „Merkurfragmenten“. Übrigens konnten wir Ksar Ghilane 022 im Tausch für die russische Meteoritensammlung erhalten.

Diese Proben wiesen jedoch auch widersprüchliche Merkmale auf, die eine eindeutige Zuordnung zum Merkur verhinderten. Erstens enthalten Ksar Ghilane 022 und NWA 15915 sehr wenig Plagioklas, während die obere Kruste des Merkurs laut MESSENGER-Daten reich an Plagioklas ist (bis zu 37 %). Zweitens beträgt das geschätzte Alter dieser Meteoriten etwa 4,528 Milliarden Jahre. Es handelt sich um extrem alte Gesteine – deutlich älter als die ältesten bekannten Oberflächen des Merkurs, die laut Krateraltersschätzungen etwa 4 Milliarden Jahre alt sind.

– Woher könnten diese Meteoriten kommen, wenn nicht vom Merkur?

– Ihren Eigenschaften nach müssen sie von einem relativ großen (über 100 km) Mutterkörper im inneren Sonnensystem stammen. Es ist möglich, dass der Körper selbst zerstört oder aus seiner Umlaufbahn verdrängt wurde.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Suche nach „merkurianischen“ Meteoriten weitergeht. Bisher gibt es keinen Meteoriten, der alle Eigenschaften der Planetenoberfläche vollständig aufweist. Dies könnte jedoch nicht ausreichen, und solange keine direkte Erforschung von Merkurgesteinen, insbesondere der Isotopenzusammensetzung von Sauerstoff und anderen Elementen, erfolgt, ist es unwahrscheinlich, dass Meteoriten, die von diesem Planeten auf die Erde gelangt sind, zuverlässig identifiziert werden können.

MK-Referenz: Die seltenen Mineralien Daubreelit FeCr2S4 und Caswellsilverit NaCrS2 wurden in den Meteoriten Ksar Ghilane 022 und NWA 15915 beschrieben. Sie kommen meist nur in Meteoriten vor, aber in den letzten Jahren wurden die ersten Funde auf der Erde gemacht.