Wo bleibt die alte Materie?

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo,

vor kurzem sah ich einen Bericht aus dem ich entnehmen konnte, daß der Urknall vor ca. 15 Milliarden Jahren war und dann vor etwa 12,5 Milliarden Jahren die ersten Sterne zu strahlen begannen. Nach etwa 40 Millionen Jahren detonierten bestimmte Sterne dann schon wieder.
Frage: unsere Erde ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt und wir finden darauf als älteste Materie ein Gestein mit einem Alter von etwa 3,5 Milliarden Jahren. Weshalb gibt es keine Funde von irgendeiner Materie mit einem Alter von 5 oder 7 Milliarden Jahren in Form von Meteoriten? Gibt es allgemein gesehen keine ältere Materie als den aktuellen Fund, oder hat eben noch nichts mit älterer Datierung bei uns auf der Erde eingeschlagen? Da war doch - glaube ich - auch schon zurückblickend eine Sonde unterwegs die Sternenstaub „einsammelte“. Gab es hier auch keine höherdatierten Ergebnisse?
Mein Gedankengang ist, daß Sterne die vor 12 Milliarden Jahren erschaffen wurden auch Materie in diesem Alter haben müßten, die dann nach der Detonation in alle Richtungen geschleudert wurde.
Danke für die Antwort!

Grüsse fuerte

#2

Das Problem ist: Die Datierung sagt nichts darüber aus, wann die Elemente entstanden sind.
Das Material der Erde (und zwar alles) ist Material, daß aus anderen Sternen Stammt. Elemente die schwerer sind als Eisen könne nur bei Suparnovae entstehen. Alles was schwerer ist als Lithium braucht zumindest die Fusion eines Sternes (und die anschließende Nova um da raus zu kommen).
Wie heißt es so schön: Wir alle sind aus Sternenstaub. Das kann man durchaus Wörtlich nehmen.

Daraus folgt aber: Alle Materie aus denen die Erde und auch wir selbst bestehen, ist deutlich älter. Wesentlich älter als die Erde selbst. Und vermutlich unterschiedlich alt, und besteht aus Material aus verschiedenen Nova-Ereignissen. Die Atome Deiner Linken Hand, können also aus ganz anderen Regionen des Alls stammen (und folglich ein ganz anderes Alter haben) als die Deiner rechten Hand. Aber genau genommen ist wohl jedes Atom woanders her, und damit auch nicht nachweisbar, woher und wie alt.

Trotz dieses Alters, ist das Gestein jünger. Das Alter des gesteins besagt nicht, daß da die Atome selbst entstanden wären, sondern es besagt, daß sich das Gestein vor dieser Zeit in der gegebenen Zusammensetzung abgelagert hat.
Frisch abgelagerte Lava zB ist bei der Altersbestimmung ein sehr junges Gestein. Dennoch ist sie genaugenommen genauso alt wie die ganze Erde. Die ist ja nicht jetzt gerade entstanden, sondern da nur aus der Erde herausgekommen.
Also Altersbestimmung eines Steines besagt nur, daß der Stein seit damals nicht mehr verändert wurde (in seiner Chemischen Zusammensetzung, wenn der mal auseinandergebrochen ist, ist das für das Alter egal). Wie alt die Atome sind, lässt sich nicht bestimmen. Genaugenommen ist alle Materie so alt wie das Universum, bzw. etwas jünger, weil sich die Materie ja erst einige Zeit nach dem Urknall geformt hat.

Warum gibt es aber auf der Erde keine älteren Steine zB Meteoriten?
Das Irdische Gestein das älter ist, wurde inzwischen durch die Plattentektonik weitgehend wieder ins Erdinnere zurück befördert. Dort wurde es aufgeschmolzen. Ist es irgendwann mal in einem Vulkan wieder rausgekommen, war es als altes Gestein nicht mehr erkennbar, weil es durch das Aufschmelzen komplett neu strukturiert wurde. Also ist es jetzt wieder junges Gestein.
Meteoriten kommen alle aus unserem Sonnensystem. Aus anderen Systemen geht nicht, die sind dazu viel zu weit weg. Es gibt praktisch keinen Materieaustausch zwischen zwei Sternensystemen. Also können Meteoriten maximal so alt sein, wie unser Sonnensystem. Denn vorher waren sie wie alles andere auch, einzelne Atome, und für die gilt die Altersbestimmung nicht. (Ein Atom Altert nicht, weil es sich nicht verändern kann, altern können nur zusammengesetzte Gebilde).
Wir können also gar nichts finden was deutlich älter als 4,5 Milliarden Jahre ist. Weil es da noch nichts in unserem System gab, was hätte altern können. Aber eigentlich ist alles aus dem wir bestehen viel älter.

#3

Hallo,

daß der Urknall vor ca. 15 Milliarden Jahren war und dann vor
etwa 12,5 Milliarden Jahren die ersten Sterne zu strahlen begannen.

Die Zahlen stimmen wohl nicht ganz.

Nach etwa 40 Millionen Jahren detonierten bestimmte
Sterne dann schon wieder.

das waren die so genannten „Population III Sterne“.
http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alph…

Frage: unsere Erde ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt und wir
finden darauf als älteste Materie ein Gestein mit einem Alter
von etwa 3,5 Milliarden Jahren.

Verwechsle nicht Materie mit Gestein. Die Materie kondensierte
schon kurz nach den Urknall aus den Elementarteilchen aus.

Gestein ist eine spezielle mineralische Mischung, die irgend wann
aus dem flüssigen Zustand eingefroren wurde.

Hier kann also nur ein Alter bestimmt werden, wenn es nicht irgend
wann mal eingeschmolzen wurde (z.B. in der frühen Phase der
Erdentstehung oder später durch Konvektion in der Erdkruste).
Zum Alter von Steinen schau mal hier.
http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alph…

Weshalb gibt es keine Funde
von irgendeiner Materie mit einem Alter von 5 oder 7
Milliarden Jahren in Form von Meteoriten?

Das älteste Zeugs, was man finden kann, ist ca. 4,5 Mrd. Jahre alt,
weil sehr wahrscheinlich kurz davor die schweren Elemente in unserem
Sonnensystem als Ergebnis einer Supernova entstanden sind.

Da war doch - glaube ich - auch schon

zurückblickend eine Sonde unterwegs die Sternenstaub
„einsammelte“.

Die sammelt auch nur das ein, was seit ca. 4,5 Mdr. Jahren als
Dreck so im Sonnensystem herumfliegt.

Mein Gedankengang ist, daß Sterne die vor 12 Milliarden Jahren
erschaffen wurden auch Materie in diesem Alter haben müßten,

Ja, aber am Anfang gab es hauptsächlich nur Wasserstoff und Helium.
Zu dem Zeugs kann man aber keine Alterbestimmtung machen.
Erst als genügend schwere Elemente gebildet waren, konnten
Planeten wie die Erde erst entstehen.
Gruß Uwi

#4

Hallo,

vor kurzem sah ich einen Bericht aus dem ich entnehmen konnte,
daß der Urknall vor ca. 15 Milliarden Jahren war und dann vor
etwa 12,5 Milliarden Jahren die ersten Sterne zu strahlen
begannen.

Naja, das Universum ist ziemlich genau 13,75 Milliarden Jahre alt und die ersten Sterne formierten sich wohl schon 150 Mio. Jahre später, also vor rund 13,6 Milliarden Jahren. Insbesondere ist der Abstand (150 Mio. Jahre) zum Urknall deutlich geringer, als die von dir angegebenen 2,5 Milliarden Jahre.

Die ältesten Galaxien die wir mit heutiger Technik beobachten können, sind etwa 13,2 Milliarden Jahre alt. Wir sind also schon ziemlich nah dran und aus diversen Gründen könnte es sein, dass es ziemlich schwierig wird, noch näher dran zu kommen. In unserer eigenen Galaxie können wir Sterne finden, die ebenfalls etwa dieses Alter haben und wohl zu den ersten Sternen gehörten, die sich in unserer Milchstraße gebildet haben.

Frage: unsere Erde ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt und wir
finden darauf als älteste Materie ein Gestein mit einem Alter
von etwa 3,5 Milliarden Jahren.

Naja, das kann man so nicht sagen. Die ältesten Gesteine die man bis jetzt auf der Erde gefunden hat sind etwa 4,4 Milliarden Jahre alt.
http://www.nature.com/nature/journal/v409/n6817/abs/…

Die ältesten Felsformationen, d.h. Formationen die dann so auch bestehen blieben, sind auf etwa 4 Milliarden Jahre datiert. Noch ältere Felsformationen zu finden ist schwierig, weil die Erde zu Beginn ja keine feste Kruste hatte und auch nach der Bildung der Kruste der Großteil davon inzwischen wieder aufgeschmolzen wurde, z.B in dem er durch Vorgänge der Plattentektonik wieder in den Erdmantel versenkt wurde.

Weshalb gibt es keine Funde von irgendeiner Materie mit einem Alter
von 5 oder 7 Milliarden Jahren in Form von Meteoriten?

Weil die Meteoriten aus dem gleichen Material wie unsere Erde vor 4,5-4,6 Milliarden Jahren entstanden sind. Sie können also nicht 5 oder 7 Milliarden Jahre alt sein.

Gibt es allgemein gesehen keine ältere Materie als den aktuellen Fund,
oder hat eben noch nichts mit älterer Datierung bei uns auf der Erde
eingeschlagen?

Es gibt keine so alte Materie im Sonnensystem, weil das ganze Sonnensystem ja erst 4,6 Milliarden Jahre alt ist und damals gemeinsam aus einer riesigen molekularen Wolke wie dieser hier entstanden ist.

Mein Gedankengang ist, daß Sterne die vor 12 Milliarden Jahren
erschaffen wurden auch Materie in diesem Alter haben müßten,
die dann nach der Detonation in alle Richtungen geschleudert
wurde.

Naja, so gesehen ist ja alle Materie 13,7 Milliarden Jahre alt, solange wie halt der Urknall her ist. Denn auch die ersten Sterne vor mehr als 13 Milliarden Jahren entstanden ja schon aus vorhandener Materie.

Ich denke, du musst mal drüber nachdenken, was du unter „Alter“ eines Materials oder eines Gesteins verstehst. Wenn ein Stern explodiert, dann schleudert er ja keine Steine heraus, sondern nur ionisiertes Gas. Aus diesem bilden sich dann später erst Moleküle, Staubpartikel, Gesteine, etc…

vg,
d.

#5

Hallo,

Meteoriten kommen alle aus unserem Sonnensystem.

Wären dazu wissenscaftliche Thesen konkret belegbar ?

Aus anderen
Systemen geht nicht, die sind dazu viel zu weit weg. Es gibt
praktisch keinen Materieaustausch zwischen zwei
Sternensystemen.

Warum soll das nicht auch möglich sein ? Auch wenn " astronomisch " wenig Zeit verging, so entfernen sich die Voyager-Sonden nach wie vor von der Erde.

Meinst Du, das diese Sonden die wirklich äußersten Grenzen unseres Sonnensystems nicht durchstoßen können ?

Also können Meteoriten maximal so alt sein,
wie unser Sonnensystem.

Ja, unser Sonnensystem…da kann aber echt nichts von außerhalb hereingekommen sein ?
Die " Voyagers " würden auch garantiert nicht herauskommen ?

Denn vorher waren sie wie alles andere
auch, einzelne Atome, und für die gilt die Altersbestimmung
nicht. (Ein Atom Altert nicht, weil es sich nicht verändern
kann, altern können nur zusammengesetzte Gebilde).
Wir können also gar nichts finden was deutlich älter als 4,5
Milliarden Jahre ist. Weil es da noch nichts in unserem System
gab, was hätte altern können. Aber eigentlich ist alles aus
dem wir bestehen viel älter.

mfg

nutzlos

#6

Hallo,

Meteoriten kommen alle aus unserem Sonnensystem.

Wären dazu wissenscaftliche Thesen konkret belegbar ?

Sicher, z.B. Zusammensetzung und Alter der Meteoriten.

Aus anderen
Systemen geht nicht, die sind dazu viel zu weit weg. Es gibt
praktisch keinen Materieaustausch zwischen zwei
Sternensystemen.

Warum soll das nicht auch möglich sein?

Sicher kann das möglich sein. Aber das wäre so extrem selten, dass es wie ein 6er im Lotto wäre, wenn du so einen Asteroiden finden würdest.

vg,
d.

#7

Wären dazu wissenscaftliche Thesen konkret belegbar ?

Es ist natürlich möglich, dass es außer-solare Meteoriten gibt. Gefunden wurde bisher nur noch keiner.

Jedes Jahr fallen tausende Meteoriten auf die Erde. Die wenigsten davon werden gefunden. Wenn so ein Meteorit in vegetationsreichen Gebieten niedergeht, ist er innerhalb weniger Jahre kaum noch als Meteorit zu erkennen. Die meisten Meteorite werden also überhaupt niemals als solche identifiziert. Deswegen stammen die meisten Meteoriten aus Gegenden, wo man sie eindeutig als Fremdkörper identifizieren kann - Wüsten oder vom Südpol. Wenn man das Glück hat, denn Fall direkt zu beobachten kann man natürlich auch direkt hingehen.

Jedes Jahr werden tausende Meteoriten gesammelt. Die wenigsten davon werden gründlich untersucht. Die meisten werden einfach optisch klassifiziert, einige auch mal chemisch. Während es natürlich möglich ist, dass so ein extra-solarer Meteorit sich optisch und chemisch deutlich von unseren solaren Meteoriten unterscheidet, ist es nicht zwingend so.

Kurzgesagt: Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gesteinsbrocken intakt die gigantischen Entfernungen zwischen den Sonnensystem zurücklegt und dann auf die Erde fällt sind extrem gering. Die Chance dass er dann noch gefunden wird noch geringer. Die Chance, dass man ihn anschliessend noch als extra-solar identifiziert verschwindend gering.

Aus kosmochemischer Sicht ist die Materie unseres Sonnensystems nämlich überall mehr oder weniger das gleiche (einer der Gründe, warum Rohstofflagerstätten auf Mars und Mond sehr unwahrscheinlich sind). Das liegt daran, dass die schweren Elemente bereits in einer sehr frühen Phase der Sonnensystemsentstehung durch nahegelegene Supernovae eingetragen wurden und sich in der Staubscheibe gut homogenisieren konnten (gibt eine Reihe recht spannende Paper zu diesen Homogenisierungvorgängen).

Bei einem echten extra-solaren Körper würde ich erwarten, dass in seinem Umfeld vielleicht andere oder sogar keine Supernovae stattgefunden haben und sich damit ganz andere Elementmengen einstellen. Allerdings testet man sinnvollerweise meist Elementverhältnisse und diese könnten, wenn überhaupt Supernovae stattgefunden, haben widerum sehr ähnlich den irdischen Verhältnissen sein.

Ich glaube in Richard Nortons ‚The Cambridge Encyclopedia of Meteorites‘, gabs da mal nen Absatz zur Identifikations extra-solarer Meteorite mit nem Verweis auf entsprechende Paper.

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#8

(einer der Gründe, warum Rohstofflagerstätten auf Mars und
Mond sehr unwahrscheinlich sind).

Hi Zerschmetterling!

Ich finde Deine Antwort schön ^^, aber an diesem Zipfel habe ich etwas zu kritteln: Meinst Du vielleicht mit ‚Ressourcen‘ nur Kohle, Öl und Gas? Weil andere Ressourcen gibt es auf dem Mond durchaus: Vielleicht sogar, wie jüngst vermutet, Wassereis (http://www.welt.de/wissenschaft/weltraum/article1339…) oder auch Helium-3, Titan und Aluminium
(http://www.dw-world.de/dw/article/0,3506773,00.html)

Gruesse, Wizzy

#9

Mit dem He3 gehe ich mit. Wobei uns dafür noch die Technologie fehlt.

Was den Rest angeht, so möchte ich hier mal ein gepflegtes Bullshit! in die Runde werfen.

Chemisch ist das Sonnensystem, wie schon gesagt, eigentlich weitgehend eine Suppe. Das heisst, die mittlere Zusammensetzung (abzüglich der leicht flüchtigen Elemente) des Sonnensystems ist einigermassen bekannt und jüngere undifferenzierte Himmelskörper, zeigen auch noch diese Zusammensetzung (Stichwort Chondrite). Ältere, ausreichend große, Himmelskörper sind differenziert und haben zumeist einen metallreichen Kern, und einen Silikatreichen Mantel bzw. Kruste ausgebildet. Aber abgesehen von der Differenzierung sind Mantel und Kruste relativ homogen.

Der Mond ist nun zugegebenermaßen ein Sonderfall, weil er zum größten Teil aus Mantelmaterial der jungen Erde besteht und vermutlich keinen oder nur einen sehr kleinen Metallkern hat.

So oder so: damit wir sowas wie eine Lagerstätte bekommen brauchen wir einen Mechanismus, der die interessanten Elemente an einem bestimmten Ort anreichert. Und da liegt der Hase im Pfeffer. Von allen weltweit bekannten Lagerstätten kommt nur ein Bruchteil ohne aktive Hydrosphäre aus. Es gibt zwar Lagerstätten, die sich direkt aus dem Magme bilden (Ni, Ti, AU, Fe, PGE sind mögliche Wertelemente), allerdings benötigen sie einen recht aktiven Vulkanismus, wie er eher für größere Himmelskörper typsch ist. Es gibt derzeit zwar Hoffnung, sich am KREEP zu vergreifen, aber ich denke dass ist mehr Wunschdenken als alles andere. Hier ist mal ein schönes Abstract von der LPSC zu dem Thema:

http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2003/pdf/2023.pdf

Der Thoriumgehalt ist allerdings tatsächlich ganz ordentlich. So ordentlich dass ich grad grübele ob sie den in ppb angegeben haben. Müsste man vielleicht nochmal nachschauen.

Für alle anderen Lagerstätten aber brauche ich Wasser. Das gilt insbesondere für Aluminium, dessen Lagerstätten sich quasi ausschließlich durch die Verwitterung von Anorthositen bilden. Anorthosite hats auf dem Mond reichlich. Nur mit der Verwitterung siehts mehr als mau aus.

In kurz: Lagerstätten auf anderen Himmelskörpern sind nicht wahrscheinlich. Das Problem ist halt, dass die Chemie und die Physik hinter diesen Prozessen ja kein Hexenwerk sind. Sie sind recht gut verstanden. Deswegen ist aber auch unwahrscheinlich, dass es überraschenderweise doch Lagerstättenbildende Prozesse gibt, die ohne Wasser auskommen.

Das Studium der Lagerstättenlehre und der Kosmochemie haben dem Science-Fiction Fan in mir einen ganz schönen Dämpfer versetzt :smiley:

#10

Hi,

im wesentlichen stimme ich dir zu, wobei ich ein paar Dinge zu bedenken geben würde. Für höhere Konzentrationen von Elementen brauchst du natürlich irgendwelche geologischen Vorgänge, die Material anreichern können.
Zumindest der Mars war aber früher sehr wohl tektonisch sehr aktiv und er hatte auch große Mengen von Wasser zu dieser Zeit. Von daher würde ich mich nicht soweit aus dem Fenster legen, dass es dort keine vernünftigen Lagerstätten gibt.

Auch haben viele Asteroiden einen hohen Anteil an Edelmetallen oder Seltenen Erden. Hier liegt vermutlich der aussichtsreichste Teil für den Abbau von Ressourcen außerhalb der Erde.

Für alle anderen Lagerstätten aber brauche ich Wasser. Das
gilt insbesondere für Aluminium, dessen Lagerstätten sich
quasi ausschließlich durch die Verwitterung von Anorthositen
bilden. Anorthosite hats auf dem Mond reichlich. Nur mit der
Verwitterung siehts mehr als mau aus.

Der Aluminiumanteil von diversenen Mondgesteinen liegt bei 15%, und das grad mal bei den paar hundert Kilogramm Mondgestein die wir bis jetzt zur Erde gebracht haben. Da gibts sicher noch besser angereicherte Vorkommen. Wenn man möchte, könnte man also problemlos Aluminium auf dem Mond abbauen.

Was an Rohstoffen im All abbauwürdig ist und was nicht, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Aluminium gibts auf der Erde zuhauf, von daher wird man das wohl sicher nicht für den Gebrauch auf der Erde abbauen. Seltene Erden oder Edelmetalle rechtfertigen dagegen einen deutlich höheren Aufwand. Und natürlich entscheidet der technische Entwicklungsstand darüber, wie einfach/billig der Abbau ist. In naher Zukunft wird das natürlich alles keine Rolle spielen, aber weißt du, was in 1000 Jahren ist?

vg,
d.

#11

Der SciFi-Fan in mir hofft, dass wir in 1000 Jahren die Energie-Massen-Konvertierung beherrschen und uns unser Baumaterial Star-Trek-gleich aus allem zusammenbasteln können.

Aber im Ernst. Ich bin ziemlich sicher, dass wir irgendwann in der Lage sind alle Mineralien einigermaßen effizient in ihre Bestandteile zu zerlegen und dass wir dann nicht mehr auf Lagerstätten angewiesen sind. Lagerstätten werden noch immer lukrativ sein, weil man bestimmte Elemente besonders günstig produzieren kann, aber längst nicht mehr so notwendig wie heute.

Zum Thema seltene Erden und Edelmetalle auf Asteroiden: Wie kommst du denn darauf? Alle bekannten Asteroiden haben (haha) in etwa chondritische Zusammensetzung. Sind also per Definition nicht ab oder angereichert. Einige von denen (nur wenige) sind sicherlich differenziert, haben also eine gewisse Anreicherung im Mantel bzw. Kern bereich zu verzeichnen, aber das war auch schon alles. Das bedeutet, ja bei größeren Asteroiden (mehere 100km Durchmesser) ist es vorstellbar, dass man bereits in wenigen 10er km Tiefe auf den erkalteten Kern trifft und man dort im großen Stil Metall (Fe, Ni + Spuren) abbauen kann. So überragend sind die Edelmetallgehalte da aber nicht (Canyon Diablo hatte, wenn ich mich recht erinnere, grad mal 5 ppb Pt).

Auf welche Weise sich REE anreichern sollen ist mir in dem Zusammenhang ganz schleierhaft. Ich weiss, dass einige der Meteorite der HED-Suite von Vesta recht REE-reich sind, aber daraus lassen sich noch keine Aussagen über Lagerstätten treffen.

Was das Aluminium auf dem Mond angeht: Das sind anorthositische Gesteine. Selbstverständlich haben die einen hohen Al-Gehalt. Das bedeutet noch lange nicht, dass wir das Zeug auch benutzen können. Aluminium aus Silikaten zu gewinnen ist mit der heutigen Technik technisch praktisch nicht machbar. Wenn es machbar wird, dann gibt es auf der Erde mehr als genug in Frage kommende Vorkommen.

Die heutigen Aluminium-Lagerstätten bestehen alle aus dem Verwitterungsprdoukt des Anorthosits, dem Bauxit (in etwa AlOOH).

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#12

Danke Zerschmetterling, für die weiteren Ausführungen! Sind sau-interessant ^^!
Noch eine Frage: Du sagtest, Vulkanismus kann einige Elemente wie Ni, Ti, Au, Fe anreichern. Wie sieht es da eigentlich mit den Asteroideneinschlagen wie z.B. durch das ‚Early Heavy Bombardment‘ aus? Waren die Impaktwirkungen zu kurzreichweitig um genug Mondgestein aufgeschmolzen zu haben oder sind dadurch vielleicht Anreicherungen erwartbar?

Grüße, Wizzy

#13

Es ist schwer, darauf pauschal zu antworten.

Als ich von Lagerstätten direkt aus dem Magma sprach, ging es um die sogenannten liquidmagmatischen Lagerstätten. Hier scheiden sich dichtere Sulfidschmelzen von Silikatschmelzen und nehmen die Wertelemente mit. Das Ergebnis sind dann Pt-reiche Ni-Fe-Sulfidlagen (Beispiel Sudbury Kanada). Das Entscheidende dabei ist, dass die Ausgangsschmelzen tief aus dem Erdinneren kommen und an bestimmten Wertelementen angereichert sind.

Mit einem Asteroideneinschlag kannst du so eine Lagerstätte nicht produzieren. Entweder ist er so klein, dass er nur die Oberflächengesteine aufschmilzt, da ändert sich dann chemisch nicht mehr so viel, oder der Einschlag ist so gravierend, dass große Teile des Mondes aufgeschmolzen werden - dann kommt es allerdings wieder zu den üblichen Homogenisierungsprozessen.

Allerdings ist es vielleicht vorstellbar, dass der Impaktor selber eine Lagerstätte erzeugen kann.

Schlägt ein größerer reiner Eisenmeteorit ein, kann es vorkommen, dass er große Mengen interessanten Material auf engem Raum ablagert. Nun sind diese Dinger allerdings auch sehr groß und sehr schwer. Die Chancen stehen also gut, dass so ein Einschlag große Mengen an Gestein aufschmelzen inklusive des Meteoriten selber.

Trotzdem würde sich der Gesamt-Metallgehalt des Mondes bei so einem Vorgang vergrößern und würde, bei vollständigem Aufschmelzen, dem Differenzierungsprozess einen anderen Verlauf geben. Lagerstätten entstehen dabei allerdings nicht.

Ist der Meteorit eehr klein, bleibt er vielleicht an der Oberfläche liegen und kann abgebaut werden, aber ob sich das dann lohnt ist eher fraglich (Der Meteorit Hoba in Namibia besteht z.B. aus 60 Tonnen Fe und Ni + weiterem).

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#14

Hallo,

Zum Thema seltene Erden und Edelmetalle auf Asteroiden: Wie
kommst du denn darauf?

Weil ein Großteil der heute in der Erdkruste befindlichen Edelmetalle aus Asteroiden stammt. Der große Rest ist nämlich längst in den Erdkern gesunken. Hätten Asteroiden keine hohen Anteile an solchen Stoffen, dann hättest du vermutlich auch keine deiner Lagerstätten hier in der Erdkruste.
http://www.nature.com/ngeo/journal/v2/n11/abs/ngeo65…

In Eisen-Meteoriten findest du Platingehalte von über 50ppm und Gehalte von Metallen der gesamten Platinfamilie (Iridium, etc) von weit mehr als 100 ppm. Das ist oft deutlich mehr, als in Abbaustätten hier auf der Erde. Insgesamt sind Eisen-Meteoriten meist auch reich an seltenen Metallen und es gibt Eisen-Meteoriten wie z.B. diesen hier, die haben 18 ppm Iridium (und damit rund 50000x höhere Konzentration als in der Erdkruste im Durchschnitt).
http://www.nss.org/settlement/asteroids/RoleOfNearEa…
http://adsabs.harvard.edu/abs/1973GeCoA…37.1957S

Auch gibt es Mondgesteine die relativ reich an Seltenen Erden sind, wie z.B. KREEP (Kalium-Rare Earth Elements-Phosphor).
http://www.space.com/9250-mining-rare-minerals-moon-…

Mir ist nicht klar, wieso du deshalb den Abbau von Rohstoffen auf anderen Himmelskörpern per se ausschließt. Die Entstehung von Asteroiden beruht im wesentlichen schließlich auf ganz anderen Prozessen aus der Frühzeit des Sonnensystems und unterscheidet sich ganz elementar von der Bildung von Lagerstätten auf der Erde durch geologische Vorgänge. Dass

vg,
d.

#15

Woah. Du machst einem nicht leicht :smile:

Weil ein Großteil der heute in der Erdkruste befindlichen
Edelmetalle aus Asteroiden stammt. Der große Rest ist nämlich
längst in den Erdkern gesunken. Hätten Asteroiden keine hohen
Anteile an solchen Stoffen, dann hättest du vermutlich auch
keine deiner Lagerstätten hier in der Erdkruste.
http://www.nature.com/ngeo/journal/v2/n11/abs/ngeo65…

Komisch in dem abstract steht was ganz anderes. Nur bei 2 Elementen haben die Autoren geschlossen, das sie durch einen late Veneer auf die Erde gelangten. So oder so, ist das auch nur eine Hypothese und ohne den Artikel gelesen zu haben, kann ich erstmal wenig dazu sagen. Ich sollte aber erwähnen, dass diese Berechnungen, welche die Autoren anstellten, exakt das sind, worüber ich in der Kosmochemie über mehrere Jahre gearbeitet habe. Ausserdem sagen ihre Schlussfolgerungen noch nichts über Gehalte aus. Jeder Eisenmeteorit erhöht die relative Menge an siderophilen Elementen in der Erdkruste.

In Eisen-Meteoriten findest du Platingehalte von über 50ppm
und Gehalte von Metallen der gesamten Platinfamilie (Iridium,
etc) von weit mehr als 100 ppm. Das ist oft deutlich mehr, als
in Abbaustätten hier auf der Erde. Insgesamt sind
Eisen-Meteoriten meist auch reich an seltenen Metallen und es
gibt Eisen-Meteoriten wie z.B. diesen hier, die haben 18 ppm
Iridium (und damit rund 50000x höhere Konzentration als in der
Erdkruste im Durchschnitt).
http://www.nss.org/settlement/asteroids/RoleOfNearEa…
http://adsabs.harvard.edu/abs/1973GeCoA…37.1957S

Tut mir leid. Ich hab mal grad das Referenzbuch für die Chemie von Meteoriten rausgesucht (Reviews in Mineralogy 36, Planetary Materials, Papike eds; Mittlefehlt et al.: Non-Chondritic Meteorites from Asteroidal Bodies).

Die Durchschnittsgehalte der Eisenmeterite (quer durch alle Gruppen von IAB bis IVB) sind:

Au: ~ 1.2 ppm (max 1.9)
Pd: ~ 4 ppm (max 12)
Ir: ~ 5 ppm (max 22)

Platin selber wird leider in der Regel nicht mitgemessen, weil es genetisch uninteressant ist. Jedenfalls sind wir weit weg von den Werten die nun wirklich den Aufwand wert wären. Die Abstracts von Edward und C. B. Moore sind interessant, sagen aber im Grunde nichts neues. Ir ist immer deutlich höher als die anderen PGE-Gehalte in Eisenmeteoriten. Erschwerend kommt hinzu, dass es mit einiger Wahrscheinlichkeit keine reine Eisen-Asteroiden gibt, man also unter Umständen recht tief bohren müsste.

Ich gebe zu, dass Paper von von Blair, war erstmal recht überraschend. Nach einigen Seiten bin ich aber geneigt zu glauben, dass er sich irrt. Das 2% der Eisenmeteorite hohe PGE-Gehalte haben sollen kann ich mir grade noch so vorstellen - wobei die Gehalte schon unglaubwürdig sind. Inkogruentes Schmelzen im Mutterkörper oder ähnliche Fraktionierungsvorgänge könnten aber mit viel Fantasie schon zu sowas führen.

Aber das grade LL-Chondrite, also die am stärksten an siderophilen Elementen verarmten Chondrite überhaupt, über 100 ppm an PGE haben sollen ist, gelinde gesagt, unwahrscheinlich. Mein ‚The planetary scientists companion‘ von Lodders&Fegley gibt jedenfalls Gehalte von allen PGE von deutlich KREEP (Kalium-Rare Earth Elements-Phosphor).

http://www.space.com/9250-mining-rare-minerals-moon-…

Ja, die Mondbasalte sind schon interessant. Aufgrund der fehlenden siderophilen ist der Mondvulkanismus ungewöhnlich reich an lithophilen Elementen. Trotzdem ist die Anreicherung nicht so extrem höher, wie man es vermuten könnte:

Nd: KREEP 115 ppm - Kimberlit 85 ppm
Ce: 215 - 200
Hf: 29 - 7
GD: 42 - 15
Sm: 30 - 17
…

Und kaum jemand würde in Erwägung ziehen, die reichlich vorhandenen Kimberlite auf ihren REE-Gehalt hin abzubauen. Zweifellos eine Anreicherung aber kein Grund für eine Euphorie (für die Nichtlagerstätten-Leser: Eine Anreicherung wie zwischen KREEP und Kimberlit ist eigentlich kaum der Rede wert). Das man dafür extra auf dem Mond fliegen will halte ich für unrealistisch. Sollten wir mal wirklich Bedarf an 3He haben und man das Zeug nebenbei mitgewinnt, könnte es sich aber lohnen.

Mir ist nicht klar, wieso du deshalb den Abbau von Rohstoffen
auf anderen Himmelskörpern per se ausschließt. Die Entstehung
von Asteroiden beruht im wesentlichen schließlich auf ganz
anderen Prozessen aus der Frühzeit des Sonnensystems und
unterscheidet sich ganz elementar von der Bildung von
Lagerstätten auf der Erde durch geologische Vorgänge.

Ich schliesse ihn nicht per se aus. Ich will nur aufzeigen, dass wir mit wirklich reichen Lagerstätten auf anderen Planeten nicht rechnen sollten. Auf lange Sicht mag es lohnen auf irgendeinem Asteroiden Fe-Ni-Kern abzubauen, wobei es so aussieht als wären die gewinnbaren Elemente eben vor allem Fe und Ni, und man vermutlich einen extrem tiefen Bergbau betreiben müsste um bis zum Kern vorzudringen. Technisch kann ich mir das aber noch vorstellen.

Dein zweiter Satz ist meines Erachtens aber ein Trugschluss. Die Fraktionierungsvorgänge im frühen Sonnensystem sind eigentlich recht gut verstanden. Deswegen schreibe ich ja den ganzen Kram. Natürlich unterscheiden sich die Asteroidenbildungsprozesse von den lagerstättenbildenden Prozessen auf der Erde. Zum Beispiel darin, dass die erstere keine Lagerstätten produzieren und zweitere schon.

Ich bewundere aber deinen Willen dich mit der Thematik zu befassen - und mit den Seiten des MetBull und den NASA-ads bist du auf jedenfall an der echten Quelle der kosmochemischen Forschung. Schau ruhig auch mal in die abstracts der LPSC. Das ist die wichtigste und größte Tagung im Bereich der Kosmochemie. Wenn es irgendwo bahnbrechendes zu berichten gibt, dann dort.

In diesem Sinne, schönes Wochenende,
der zerschmetterling

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