Antarktis: Eisenmeteoriten unter dem Eis?

Fund eines Meteoriten in der Antarktis (Foto: ANSMET/ Linda Martel)

Die Antarktis ist als lohnende Fundstelle für Meteoriten bekannt. Seltsamerweise scheinen dort aber viel weniger Eisenmeteoriten vorzukommen als anderswo auf der Welt. Eine Erklärung dafür könnten nun britische Forscher gefunden haben: In Versuchen und einem Modell zeigte sich, dass eisenhaltige Brocken von der Sonne stärker aufgeheizt werden und daher weiter ins Eis einsinken, statt nach oben transportiert zu werden. Die fehlenden Eisenmeteoriten könnten sich daher nur wenige Dutzend Zentimeter unter der Eisoberfläche verstecken.

Unser Planet wird ständig von kleinsten Partikeln und Gesteinsbröckchen aus dem Weltraum getroffen. Die meisten verglühen in der Atmosphäre, aber größere Objekte fallen als Meteoriten auf die Erdoberfläche. Rund 35.000 solcher kosmischer "Gäste" sind bisher weltweit gefunden worden, zwei Drittel davon in der Antarktis. Denn auf dem kahlen, vegetationsfreien Eis lassen sich selbst kleine Gesteinsbrocken leicht ausmachen. Besonders lohnend ist dabei die Suche in den sogenannten Meteorite Stranding Zones (MSZ), Gebieten, in denen Erosion und Eisfluss besonders viele Meteoriten von vergangenen Einschlägen an die Oberfläche befördern. Doch gerade diese Funde geben Geologen Rätsel auf. Denn die Anteile der verschiedenen Meteoritentypen weichen stark von denen im Rest der Welt ab. "Daten zeigen, dass der Anteil der eisenhaltigen Meteoriten aus der Antarktis mit nur 0,7 Prozent aller Funde signifikant niedriger ist als im Rest der Welt, wo sie 5,5 Prozent ausmachen", berichten Geoffrey Evatt von der University of Manchester und seine Kollegen. Im antarktischen La Paz Eisfeld liegt der Anteil der Eisenmeteoriten sogar nur bei 0,3 Prozent. Der Rest sind Steinmeteoriten.

Sonnenwärme als Erklärung

Das Seltsame daran: Geht man von astronomischen Daten aus, ist die Wahrscheinlichkeit für einen Einschlag der verschiedenen Meteoritentypen überall auf der Erde gleich hoch. Der Mangel an Eisenmeteoriten in der Antarktis kann daher keine kosmische Ursache haben – es muss eine geologische sein. Welche das sein könnte, haben Evatt und seine Kollegen nun untersucht. Sie gingen dabei von der Hypothese aus, dass das unterschiedliche Material der Meteoriten möglicherweise ihr Verhalten im Eis beeinflusst. Konkret könnte dies bedeuten, dass sich im Eis eingeschlossene eisenhaltige Meteoriten stärker erwärmen, wenn Sonne durch das Eis fällt. Dadurch aber heizen sie auch das umgebende Eis stärker auf und statt von diesem mit an die Oberfläche transportiert zu werden, schmelzen sie tiefer ins Eis ein. Ob das stimmen kann, testeten die Forscher zunächst in einem Laborversuch. Dafür froren sie ein 15 Millimeter großes Stück eines Eisenmeteoriten und ein gleichgroßes von einem Steinmeteoriten in einem Eisblock ein und bestrahlten das Ganze mit einer Sonnenlichtlampe.

Das Ergebnis: "Beide Meteoritentypen erwärmten sich genug, um ihre Umgebung anzuschmelzen und im Eisblock abzusinken", berichten die Forscher. Dabei jedoch sank der Eisenmeteorit mit 2,4 Millimeter pro Stunde deutlich schneller ab als der Steinmeteorit mit nur 1,5 Millimeter pro Stunde. Aber reichen diese Unterschiede aus, um den seltsamen Mangel an Eisenmeteoriten an der Eisoberfläche in der Antarktis zu erklären? Damit dies der Fall ist, müssten Erosion und Eisströmungen gerade ausreichen, um die Chondriten trotz dieser Absinktendenz nach oben zu bringen, für die Eisenmeteoriten aber zu langsam wirken.

Eine gezielte Suche lohnt sich

Als die Forscher dies mit Hilfe eines geophysikalischen Modells überprüften, passten die Simulations-Ergebnisse überraschend gut mit den Beobachtungen in der Antarktis zusammen. Eisenhaltige Meteoriten mit entsprechend höherer Wärmeleitfähigkeit blieben darin unter der Eis-Oberfläche gefangen, während Steinmeteorit mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit von Erosion und Eisfluss im Laufe der Zeit an die Oberfläche gelangten. "Das deutet darauf hin, dass es unter der Oberfläche der Meteorite Stranding Zones eine Schicht von weitläufig verteilten Eisenmeteoriten gibt", so Evatt und seine Kollegen. Allein im La Paz-Eisfeld schätzen sie die Dichte der unter dem Eis versteckten Eisenmeteoriten auf etwa einen pro Quadratkilometer. Aus der Simulation geht zudem hervor, dass diese "versteckten" Brocken nicht sonderlich tief liegen, wahrscheinlich nur wenige Dutzend Zentimeter. "Selbst wenn die Dichte der 'fehlenden' Eisenmeteoriten gering ist, wären gezielte Meteoriten-Suchprogramme daher durchaus machbar", sagen die Forscher.

Der Vorteil liegt dabei ihrer Meinung nach auf der Hand: Gerade die seltenen Eisen- und eisenhaltigen Steinmeteoriten bergen wertvolle Informationen über unser Sonnensystem in sich. "Jede neue Probe eines solchen Meteoriten hat das Potenzial, aus dem Kern eines einzigartigen Asteroiden zu stammen und kann uns daher Einblicke in die Zahl, Vielfalt und Entwicklung von Planetenbausteinen im frühen Sonnensystem liefern", so Evatt und seine Kollegen. Zudem könnten neue Funde entscheidende Lücken in unserem Wissen über den Zusammenhang der verschiedenen Meteroritentypen schließen.

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