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Und das Jahr 2015 ist schon ordentlich angenagt:  mal wieder Zeit für die monatliche Presseschau der beliebtesten Veröffentlichungen auf dem Gebiet der Planetologie, basierend auf dem Ranking in Cosmochemistry Papers.

Auf Platz 1: Correlated cosmogenic W and Os isotopic variations in Carbo and implications for Hf-W chronology von Liping Quin et al., veröffentlicht in Geochimica et Cosmochimica Acta.

Hier geht es um die Datierungen. Allerdings nicht um das Absolutalter eines Meteoriten, sondern den Zeitpunkt eines sehr wichtigen Ereignisses in der Entwicklung der Planetesimale (Mutterkörper der Meteorite): der Kernbildung. Also den Zeitpunkt, wo der aufgeschmolzene, ursprünglich aus primitivem, chondritischem Material bestehende Kleinplanet sich in einen Eisen-Nickel-Kern und einen silikatischen Mantel auftrennte. Um solch ein Ereignis relativ zu Datieren – also nicht das Gesamtalter, sondern nach Entstehung des Sonnensystems wird das kurzlebige 182Hf-182W Isotopensystem verwendet. Dummerweise wurde dieses Isotopensystem durch kosmische Strahlung beeinflusst. In dem Paper geht es darum, diesen Faktor zu berechnen, um akkurate Altersbestimmungen zu erhalten. Das Ganze ist ziemlich kompliziert, aber am Ende kommt ein Alter der Kernbildung von -0.5 ±2.4 Millionen Jahren nach Beginn des Sonnensystems heraus (genauer, Alter der CAI, die als wohl ältestes solides Material als Startlinie dienen). Das ist zwar ein ordentlicher Fehlerbalken, aber deutet auch darauf hin, das die Planetenentstehung schon sehr früh weit fortgeschritten war.

Dann Platz  2. Conel Alexander und Mitstreiter mit Carbonate abundances and isotopic compositions in chondrites im Hausblatt der Meteoritenforscher, Meteoritics&Planetary Science.

Wir bleiben bei den Isotopen, aber statt Datierungen geht es um stabile Isotope, und zwar von Sauerstoff und Kohlenstoff in Karbonaten in den Chondriten. Wieso, weshalb und warum ? Karbonate sind Minerale, die (wohl) nicht in der primitiven Staubwolke der protoplanetaren Scheibe entstanden, also keine ‚pristinen‘ Bestandteile wie Chondren oder CAI. Vielmehr bildeten sich die Karbonate während der aquatischen Alteration, als in den Planetesimalen Eis aufschmolz und durch den Kleinplaneten zirkulierte, um die pristine Mineralogie in Sekundärphasen umzuwandeln, also Minerale die durch den Einfluss von Wasser entstanden. Vereinfacht, der Großteil des Materials wurde zu Matsch umgebaut. Stabile Isotope eignen sich jetzt zwar nicht für Datierungen, aber man kann aus ihnen z.B. Informationen über die Enstehungsbedingungen erhalten (Temperatur) oder über die Quellen des Ausgangsmaterials (Isotopenverhältnisse sind charakteristisch für die verschiedenen planetaren Materialien). Das Bild aus den Ergebnissen ist etwas kompliziert (wie eigentlich alles bei Chondriten…), nur wenig korreliert einigermaßen. Kommt öfters vor, die Daten sind dennoch interessant für andere Forscher. Immerhin, die Entstehungsbedingungen deuten auf eine Bildung der Chondrite in 4-15 AU (Astronomische Einheiten) Entfernung von der Sonne hin.

Es folgen auf Platz 3 Kathleen E. Vander Kaaden und Francis M. McCubbin mit Exotic Crust Formation on Mercury: Consequences of a Shallow, FeO-poor Mantle im Journal of Geophysical Research Planets.

Hier geht es um experimentelle Petrologie, ein traditionell sehr kniffliges Gebiet, da viel schiefgehen kann (und tut) bis was verwertbares rüberkommt. Hier wurde die Entstehung der allerersten Kruste des Merkur auf dem Magmaozean des ganz jungen Planeten nachvollzogen. Das Ergebnis: von der Dichte her kommt eigentlich nur Kohlenstoff in Frage. Das ist in der Tat erstaunlich, könnte aber die vergleichsweise dunkle Oberfläche des Planeten mit erklären.

Dann auf Platz Nummer 4 in Nature Geoscience  Dennis Harries et al. mit Reactive ammonia in the solar protoplanetary disk and the origin of Earth’s Nitrogen.

Auch hier geht es um stabile Isotope in primitivem Material (ähnlich Nummero 2). Allerdings um Stickstoff, und wie man dessen Vorkommen in chondritischem Material (also vielleicht dem Ausgangsmaterial der Planetenbildung) mit fertigen Planeten in Zusammenhang bringen kann. In anderen Worten, kommt der Stickstoff auf unserer Erde (immerhin 78% der Atmosphäre) von Chondriten (oder nicht ?). Das ist eine ähnliche Fragestellung wie kürzlich mit der Herkunft des Erd-Wassers von Kometen (in dem Fall halt eben nicht). Hierzu wurde ein ganz obskures Mineral untersucht, Karlsbergit (CrN). Das ist sehr klein, und muss deshalb mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Ionensonden (SIMS) untersucht werden. Ergebnis: die Stickstoffisotope ist ähnlich dem der Erdatmosphäre, und unterscheidet sich deutlich von der in Kometen. Die Autoren kommen zu dem Schluss, das möglicherweise Eis in der frühen protoplanetaren Scheibe das Ausgangsmaterial für den Stickstoff war. So wird die Erdgeschichte Schritt für Schritt mit der des jungen Sonnensystems verstöpselt.

Und dann Nummer 5, Siderophile and chalcophile element abundances in shergottites: Implications for Martian core Formation von Shuying Yang et al. in Meteoritics&Planetary Science.

 Und wieder Kernbildung, wie bei Nummer 1. Dieses mal aber nicht auf einem anonymen Planetesimal, sondern auf unserem Nachbarplaneten Mars. Statt Isotopensystemen wurde eine ganze Flöte an Elementen analysiert – die siderophilen, also eisenliebenden Elemente, die sich cosmochemisch ähnlich wie Eisen verhalten, und die chalkophilen, die schwefeliebenden Kollegen, die in der Regel in Sulfiden oder Sulfaten eingebaut sind. Vergleicht man die Konzentrationen in Meteoriten, kann man auch Informationen über eben die Kern und Mantelbildung eines terrestrischen Planeten gewinnen. Die Ergebnisse stützen bisherige Studien, und deuten auf einen Druck von 14 GPa im Magmaozean des jungen Mars bei der Mantelbildung hin. Halt ein weiteres Puzzlestück für die Modellierer.

Fazit: Kleine terrestrische Planeten und Kern/Mantelbildung sind gerade populär, wie auch stabile Isotope. Meteoritics&Planetary Science ist immerhin zwei Mal vertreten, es muss also nicht immer Nature oder Science sein.

 

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