Meteoritenalter

Meteorite bestehen, wie schon unter 'Ursprung der Meteorite' kurz angesprochen wurde, grundsätzlich aus derselben Materie wie der Rest des Sonnensystems. Die folgende Abbildung  zeigt schematisch die Entwicklungsgeschichte eines Meteoriten. Die Bildung der chemischen Elemente verlief in verschiedensten Kernprozessen bei hohen Temperaturen und Drücken im Sterneninneren. Nach dieser Nukleosynthese gelangte die Materie in den interstellaren Raum, wo sie sich durch einen Gravitationskollaps zum solaren Nebel aus Gas und Staub verdichtete. Durch weitere Verdichtung und Zusammenballung entstanden erst kleinere (Planetisimale), dann schließlich größere Körper, die Meteoritenmutterkörper (Asteroide und Planeten).

 


Entstehungsalter

Das Entstehungsalter der meteoritischen Materie wird als Zeitpunkt, zu dem das Meteoritengestein als Ganzes auskristallisiert ist bzw. sich seine Bestandteile (z.B. Chondren) gebildet haben, beschrieben. Alternativ gebräuchliche Bezeichnungen sind Formations-, Bildungs- oder Kristallisationsalter. Eine genauere Definition besagt, dass das Kristallisationsalter den Beginn der Kristallisation beschreibt bzw. den Zeitpunkt seitdem der Meteorit keinen höheren Temperaturen als 700°C ausgesetzt war. Wie auch bei irdischen Gesteinen können diese Alter mit Hilfe der natürlichen radioaktiven Zerfallsreihen bestimmt werden. So kann der a-Zerfall des Urans und des Thoriums in die entsprechenden Bleiisotope entweder durch die massenspektrometrische Analyse von 4He oder aber der Bleiisotope quantitativ erfasst werden (Blei-Blei- bzw. Uran-Helium-Methode etc.). Erstere Methode impliziert wie auch die alternativ angewandte Kalium-Argon-Methode (Zerfall des 40K in 40Ar) die Gefahr von Verlusten der Edelgase durch Diffusion während der Entwicklungsgeschichte des Meteoriten. Auch andere Radionuklide wie z.B. 87Rb (Rubidium-Strontium-Methode) finden zur Bestimmung der Entstehungsalter von Meteoriten Anwendung. Grundsätzlich gilt, dass die Messung des stabilen Tochternuklids im Vergleich zu seinen anderen stabilen Isotopen möglich sein muß. Mit Ausnahme der wahrscheinlich vom Mars stammenden Meteorite (s. Ursprung der Meteorite / Klassifizierung der Meteorite) konnte ein einheitliches Alter von 4,5 Ga bestimmt werden. Dieses entspricht dem Alter des Sonnensystems.


Bestrahlungsalter

Einschläge auf den Meteoritenmutterkörpern, in der Regel den Asteroiden, bzw. Kollisionen führen zur Absprengung von Material, welches auf Umlaufbahnen gelangen kann, die entweder direkt die Erdbahn kreuzen oder deren Umlaufbahn durch die Schwerkraftwirkung der Planeten, insbesondere Jupiter, gestört werden, so dass sie instabil werden und mit der Erde, ihrem Mond oder einem anderen Planeten des inneren Sonnensystems kollidieren können. Die Zeit zwischen Ablösung aus dem Meteoritenkörper und Eintritt in die Erdatmosphäre wird als kosmisches Bestrahlungsalter trad bzw. t4p (cosmic-ray exposure age) bezeichnet. Eine Vorbestrahlung auf dem Mutterkörper (t2p) ist insbesondere bei lunarem Ursprung ebenfalls möglich.

Die Bestimmung der Bestrahlungsalter erfolgt üblicherweise über die Messung der sog. kosmogenen Nuklide. Diese sind durch Kernreaktionen zwischen kosmischer Strahlung und extraterrestrischer Materie entstanden (s. Produktionsraten in Meteoroiden). Da diese Strahlung nur eine Reichweite von etwa einem Meter in meteoritischem Material hat und von der Erdatmosphäre größtenteils abgeschirmt wird, kann der Start- und Endzeitpunkt (Auswurf bzw. Fall auf die Erde) über die Konzentrationen der kosmogenen Nuklide bestimmt werden. In Steinmeteoriten bieten sich die Edelgasisotope 3He, 21Ne und 38Ar, und bei kurzen Bestrahlungsdauern auch langlebige Radionuklide wie 53Mn, zur Bestimmung der Bestrahlungsalter an. Diese liegen im Bereich kleiner 60 Ma. Für Eisenmeteorite wird aufgrund der höheren Alter im Bereich von 0,5-2,5 Ga hingegen meist die massenspektrometrische Analyse der Kaliumisotope 41,40K bevorzugt. Die höheren Alter der Eisenmeteorite werden im allgemeinen durch die höhere Resistenz gegen die „space erosion", das Bombardement durch Mikrometeorite, erklärt.

 

Terrestrisches Alter

Die Zeit, die der Meteorit nach seinem Fall auf der Erde verbracht hat, wird terrestrisches Alter genannt. In der Regel kommt es durch die Abschirmung der kosmischen Strahlung durch die Erdatmosphäre nur zur geringen bzw. keiner Produktion von kosmogenen Nukliden. Eine Ausnahme dazu bildet z.B. der Eisenmeteorit Lazarev, der 1961 in der Antarktis auf 3000 m Höhe über dem Meeresspiegel gefunden wurde. Sein terrestrisches Alter wurde auf 2,4-5 Ma bestimmt und demnach wurde alles gemessene 36Cl und 20-25 % des 26Al „in-situ" produziert [NIS87b]. Generell bieten sich für die Bestimmung kurzer terrestrischer Alter die Radionuklide 39Ar und 14C bzw. für ältere Meteorite, wie z.B. die Meteoritenfunde der Antarktis (s. Meteoritenfundgebiete), die längerlebigen Radionuklide 41Ca, 36Cl, aber auch 26Al und 10Be, an.

 

  Last modified 19.07.2002     With comments or questions on this homepage please mail to webmaster 'at' meteoroids.de