Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

In Bielefeld war am 27. Februar Mineralienbörse. Da solltet ihr immer hingehen: Denn da gibt es viel zu sehen und auch manches Stück wohlfeil zu erstehen. Hier gab es auch Außerirdisches zu kaufen: Meteoriten. Es beschleicht einen schon ein merkwürdiges Gefühl, wenn man daran denkt, dass diese Stücke Materie aus dem Weltraum sind!

Bild 1: Meteorit von Gibeon, Länge 6,5 cm, Masse ca. 500 g (Foto: Blume)

Eigentlich ist ein Meteor nichts Seltenes. Ein Meteor ist nichts anderes als eine große Sternschnuppe, die nicht vollständig verglüht und deshalb auf den Erdboden gelangt. (Dann sagt man "Meteorit" zu ihr.) Auf uns regnet ständig Materie aus dem Weltall nieder. Glücklicherweise sind das meist kleine Teile, eher "Star dust", Sternenstaub. Aber es gibt auch Großes, was herunterfällt. Muss man Angst haben? Bekanntlich fürchteten die Gallier um Asterix nur, dass ihnen der Himmel auf den Kopf fällt.

Große Filme widmen sich dieses Themas und vermitteln gruselige Weltuntergangs-Szenarien: Beispiele sind Armageddon und Great Impact. Das Wort bedeutet Einschlag.

Ein Einschlag ist eher geringwahrscheinlich. Zu groß ist das All und zu klein ist die Erde. Trotzdem sind über hundert große Krater bekannt, so auch der des "Dino-Killers" vor der mexikanischen Küste. Auch in Deutschland findet ihr Hinweise für einen solchen gewaltigen Meteoritenabsturz (Impakt). Mindestens zwei Einschlagkrater gibt es hier: Das Nördlinger Ries in Bayern, das etwa 24 km Durchmesser aufweist, und das 40 km entfernte, etwas kleinere Steinheimer Becken in Baden-Württemberg. Beide entstanden vor rund 14,7 Millionen Jahren durch den gleichen Einschlag. Der Meteor hatte vermutlich ca. einen Kilometer Durchmesser und zerplatzte vor dem Auftreffen in mindestens zwei große Teile.

Hinweise für einen solchen Impakt findet man heute noch im Nördlinger Ries, das vor 20 Millionen Jahren zusammen mit dem Steinheimer Ries durch einen riesigen Meteoriten "erschaffen" wurde. Zunächst einmal kommen dort bestimmte Quarzmodifikationen vor, die nur unter extremem Druck entstehen können. Hinzu kommen schwarze Glastropfen (Obsidian aus geschmolzenem Gestein), die man nicht nur im Ries findet, sondern die auch bis Prag geschleudert wurden (daher die Bezeichnung "Boehmit").
Es gibt aber auch echte "Zeitzeugen": Durch den Einschlag wurden nämlich riesige Stücke von fossilienhaltigem Jura-Kalkgestein herausgeschleudert und liegen als erratische, haushohe Brocken um das Ries herum. Die darin schon damals enthaltenen Fossilien sind durch die Schockwellen zerstört worden. Das Foto zeigt einen Belemniten, der dabei wie eine Wurst in Scheibchen zerlegt wurde. Durch anschließende Kristallisationsprozesse wurde der Belemnit allerdings wieder "zusammengeklebt".

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Bild 1a: Durch Schockwellen zerlegter Belemnit aus dem Nördlinger Ries
(Sammlung und Foto: Blume)

Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Meteoriten, nichtmetallische und metallische. Letztere sind nicht nur am beeindruckendsten, weil sie so schön schwer und glatt sind, sondern für uns auch am interessantesten.

Bei Gibeon in Namibia/Südwestafrika gibt es die Aufschlagsstelle eines großen Metallmeteoriten. Dieser ist beim Durchgang durch die Atmosphäre zerplatzt und hat ein weites Streufeld hinterlassen. Mit Metallsuchgeräten spüren die Leute seine Reste auf.

Du erkennst Meteoriten zunächst an den typischen Auskehlungen aufgrund des Abdampfens des aufgeschmolzenen Metalls (-> Bild 1). Ihre Dichte liegt bei 7,5 g/cm³.
Durch Prüfen mit einem Magneten stellst du fest, dass es sich um Eisenmetalle handeln muss. Tatsächlich ist "Meteoreisen" eine Legierung aus Eisen (91 %), Nickel (8,7 %) sowie Cobalt (0,7 %). Diese Zusammensetzung kannst du zumindest qualitativ selbst ermitteln.

Versuch: Die Zusammensetzung eines Metallmeteoriten Löse ein Stückchen in halbkonzentrierter Salpetersäure (C) auf. Abzug! Es entwickeln sich nitrose Gase (T, C). Die resultierende grüne Lösung wird mit etwas Wasser verdünnt. A Nachweis von Nickel Gib zur Lösung Ammoniaklösung (C) bis zur deutlich alkalischen Reaktion. Filtriere den braunen Niederschlag von Eisen(III)-hydroxid ab. Tropfe zur klaren, bläulichen Lösung von Nickel-Ammoniak-Komplexen etwas Lösung von Dimethylglyoxim. Ein roter Niederschlag weist auf Nickel hin. B Nachweis von Eisen Einige Tropfen der verdünnten Ausgangslösung gibst du in eine Lösung von gelbem Blutlaugensalz (w = 1 %). Ein blauer Niederschlag von Berliner Blau zeigt an, dass Eisen(III)-Ionen in der Lösung sind. Du kannst auch Ausgangslösung zu einer Lösung von Ammonium-thiocyanat (w = 10 %) geben. Die Mischung färbt sich tiefrot. C Nachweis von Cobalt Dieser Nachweis ist schwieriger, da nur Spuren von Cobalt zu erwarten sind und seine Nachweise durch Eisen- und Nickel-Ionen gestört werden. Cobalt-Ionen bilden mit Thiocyanat-Ionen einen blauen Komplex, der mit Ether extrahiert werden kann. Gib zu 5 ml der verdünnten Ausgangslösung festes Natriumfluorid. Damit werden die Eisen(III)-Ionen als Komplexe gebunden und so "maskiert". Dann tropfst du 2 ml Ammonium-thiocyanat-Lösung (w = 10 %) zu. Die rote Färbung durch den Eisen(III)-thiocyanat-Komplex bleibt aus. Schüttele die Mischung mit 5 ml Diethylether (F+) aus. Achte darauf, dass sich keine offenen Flammen oder heiße Kochplatten in der Nähe befinden! Sauge mit einer Pipette die überstehende Etherphase ab, gib sie in eine saubere Porzellanschale und dampfe den Ether über heißem Wasser ab. Du erkennst am Boden der Schale blaue bis lila-farbene Spuren des Cobalt-thiocyanat-Komplexes.

Bild 2: 1 Nachweis von Nickel, 2 und 3 Nachweis von Eisen, 4 Nachweis von Cobalt (Fotos: Daggi)

Meteoriten enthalten also die kernphysikalisch stabilsten Elemente. Stücke dieser Art spiegeln in gewisser Weise auch die Zusammensetzung des innersten Kerns der Erde wieder.

Auf Mineralienbörsen werden auch Metallmeteoriten aus Rußland angeboten. Man hat jedoch oftmals den Eindruck, dass es sich bei manchen dieser Stücke eher um rostige, polierte Bomben- und Granatensplitter handelt. Z. B. fehlen oft die typischen Schmelzspuren, und die Kanten sind viel zu scharf.
Die Echtheit eines Metallmeteorits kann nur ein Anschliff mit anschließender Anätzung durch alkoholische Salpetersäure beweisen: Bei echten Metallmeteoriten treten dabei regelmäßige Linienmuster hervor, genannt Widmannstettersche Figuren (-> Bild 3; man spricht auch von Neumannschen Linien).

Diese haben ihren Ursprung im kristallinen Aufbau des Meteoritenmetalls. Es sind nämlich angeschliffene Flächen und Kanten regelmäßiger Oktaeder, die sich bei der Kristallisation in der Schwerelosigkeit des Weltraums gebildet haben und die das Gefüge des Meteoriten bilden. Ab und zu sogar (wenn auch sehr selten) werden an der Aufschlagsstelle solche 3-4 cm großen Oktaeder gefunden.

Bild 4: Oktaeder, gebildet durch Zerfall eines Metall-Meteoriten.
Zum Größenvergleich der Anschliff (Länge 3,5 cm) aus Bild 3
(Fundort: Gibeon; Dank an Peter M. Kümmel)

Metallmeteoriten erkennt man also an der kristallinen Struktur. Und daraus schließt man sogar auch auf den Aufbau des innersten Erdkerns. So vermutet man, dass dieser ebenfalls aus dicht gepackten oktaedrischen Kristallen besteht.

PS: Was ist eigentlich der Unterschied zwischen einem Meteor und einem Meteoriten? Ersterer ist das fliegende Stück, und wenn er eingeschlagen ist, schmückt ihn die Endsilbe -it.

Rüdiger Blume

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