Seine Entstehung unter extremer Hitze und Druck lässt Rückschlüsse auf die Bedingungen tief im Inneren der Erde zu
Ein europäisches Forschungsteam hat im Mondmeteoriten Oued Awlitis 001 ein neues Hochdruck-Mineral, genannt Donwilhelmsit, entdeckt. Mondmeteorite bilden sich, wenn es Einschläge auf dem Erdtrabanten gibt, bei denen Gesteine von dessen Oberfläche in den Weltraum geschleudert werden; einige davon können später auf die Erde fallen.
Bei solchen Einschlägen treten kurzzeitig extreme physikalische Bedingungen auf. Innerhalb des Mondgesteins schmelzen mikroskopisch kleine Bereiche auf. In diesen winzigen Schmelzzonen treten für den Bruchteil einer Sekunde Druck- und Temperaturbedingungen auf, wie sie auch im Inneren der Erde herrschen.
In diesen natürlichen Schmelztiegeln entstehen Minerale, die ansonsten für die Wissenschaft unerreichbar im Erdinneren verborgen sind.
Minerale wie Wadsleyite, Ringwoodite und Bridgmanite bilden große Teile des Erdmantels. Ihre künstliche Erzeugung gelang erst mit Hochdruckexperimenten. Als natürliche Minerale waren sie aber zuvor in Meteoriten gefunden und benannt worden.
Das neue Mineral Donwilhelmsit besteht aus Kalzium, Aluminium, Silizium und Sauerstoffatomen [CaAl4Si2O11], und ist damit das erste Hochdruckmineral in Meteoriten mit Bedeutung für sogenannte subduzierte terrestrische Sedimente.
Gefunden wurde Donwilhlemsit in winzigen Schmelzzonen des Mondmeteoriten Oued Awilits 001. Dieser 2014 in der West-Sahara entdeckte Mondmeteorit hat chemische Ähnlichkeiten mit den Gesteinen unserer Kontinente.
Sedimente dieser Kontinente werden durch Wind und Flüsse in die Ozeane getragen und durch Plattentektonik zusammen mit der dichten ozeanischen Kruste tief in den Erdmantel gezogen. Mit steigendem Druck und Temperatur wandeln sich die Minerale in dichtere Minerale um. Der neu entdeckte Donwilhelmsite entsteht in einer Tiefe von 460 bis 700 Kilometern.
Im Gesteinszyklus der Erde ist Donwilhelmsit wichtig für den Transport kontinentaler Sedimente durch die Übergangszone vom oberen in den unteren Erdmantel.
Zu dem europäischen Forschungsteam gehörten Wissenschaftler des Zentrums für Rieskrater und Impaktforschung Nördlingen, des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ in Potsdam, des Museums für Naturkunde in Berlin, des Natural History Museum in Wien, des Institute of Physics of the Czech Academy of Science, des Natural History Museum in Oslo, der University of Manchester und des Deutschen Zentrsum für Luft- und Raumfahrt DLR.
Die pan-europäische Zusammenarbeit war nötig, um den Mondmeteoriten zu organisieren, das neue Mineral zu entdecken, die wissenschaftliche Bedeutung zu verstehen, und die Kristallstruktur der winzigen, ein tausendstel Millimeter breiten Kristalle genau zu vermessen.
Das neue Mineral wurde nach dem Amerikanischen Mondforscher Don E. Wilhelms benannt. Er war Teil der Apollo-Missionen, die die ersten Gesteine vom Mond zu Erde brachten. Teile des Mondmeteoriten Oued Awlitis 001 wurden durch die Crowdfunding Aktion „Help us to get the Moon“ erworben und sind im Naturhistorischen Museum in Wien ausgestellt.
Veröffentlichung in der Zeitschrift „American Mineralogist“: Fritz, J., Greshake, A., Klementova, M., Wirth, R., Palatinus L. L. , Trønnes, R. G., Assis Fernandes, V., Böttger, U., Ferrière, L, 2020: Donwilhelmsite, [CaAl4Si2O11], a new lunar high-pressure Ca-Al-silicate with relevance for subducted terrestrial sediments. DOI: 10.2138/am-2020-7393
Quelle: GFZ
(12.11.2020)
