Die Festplatte aus der Frühzeit des Sonnensystems

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Britische Forscher haben einen Meteoriten in die Mangel genommen. Das Verblüffende: In ihm warteten 4,5 Milliarden Jahre alte Magnetfelder auf ihre Entdeckung. Eine wissenschaftliche Sensation.

Geologen der Universität Cambridge haben in einem Meteoriten magnetische Signale aus der Frühzeit unseres Sonnensystems entdeckt. Die Wissenschaftler konnten die tief im Gestein verborgenen Informationen entschlüsseln und präsentieren nun ihre Resultate in der Fachzeitschrift „Nature“. Richard Harrison, Leiter des Forscherteams, schwärmt: „Meteoriten sind wie natürliche Festplatten, sie haben das magnetische Feld aus der Frühzeit des Asteroiden noch gespeichert.“

Damit ist natürlich nicht gemeint, dass von intelligenten Wesen erzeugte Datensätze digital in einem vom Himmel gefallenen Stein enthalten wären. Die in dem Meteoriten eingefrorenen Magnetfelder sind natürlichen Ursprungs und belegen, dass Asteroiden in der Frühphase des Sonnensystems – ähnlich wie noch heute die Erde – einen geschmolzenen Kern besaßen. Dieser konnte durch Konvektionsströme Magnetfelder erzeugen, die dann eisenhaltige Partikel im Asteroidengestein magnetisieren konnten. Meteorite sind Bruchstücke von Asteroiden, die auf die Erde gestürzt sind.

Nanopartikel mit stabiler Orientierung

Es ist eine wissenschaftliche Sensation, dass sich die Magnetisierung in dem Asteroiden über Milliarden von Jahren erhalten hat. Bislang waren die Experten davon ausgegangen, dass eine mögliche Magnetisierung im Laufe der vielen Jahre durch diverse Ereignisse wie die Kollision von Asteroiden immer wieder neu überschrieben worden sein müsste. Analysen von diversen eisenhaltigen Meteoriten hatten gezeigt, dass sich gespeicherte Magnetfelder sehr leicht löschen und überschreiben lassen.

Beim sogenannten Pallasite-Meteoriten ist die Situation jedoch offenbar eine andere. Harrison entdeckte in diesem Objekt Nanopartikel, deren magnetische Orientierung außerordentlich stabil ist. „Diese Partikel mit Durchmessern von 50 bis 100 Nanometern besitzen eine magnetische Orientierung, die sich überhaupt nicht verändert“, sagt der an den Messungen beteiligte Doktorand James Bryson, „die Magnetisierung erscheint auf den ersten Blick chaotisch, aber nur hier können wir Informationen über die früher vorherrschenden Magnetfelder aufspüren.“

Doch wie konnten die britischen Wissenschaftler die Magnetisierung von so winzigen Partikeln in einem Meteoriten überhaupt vermessen? Dies gelang ihnen mithilfe des Teilchenbeschleunigers Bessy II in Berlin-Adlershof. Dieses sogenannte Synchrotron liefert eine intensive Röntgenstrahlung mit genau definierter Energie. Überdies ist Bessy II in der Lage, zirkular polarisiertes Röntgenlicht zu erzeugen. Genau diese ganz besondere Strahlung benötigten Harrison und Bryson, um die winzigen magnetischen Domänen im Pallasite-Meteoriten aufzuspüren und mit hoher räumlicher Auflösung präzise zu vermessen.

Eine „Wolkenzone“ aus einem Eisenmineral

Die Wissenschaftler entdeckten in dem Meteoritengestein Regionen mit größeren beweglichen magnetischen Domänen und einen besonders spannenden Bereich, den sie „Wolkenzone“ tauften. Darin befinden sich Tausende Nanopartikel aus einem Eisenmineral, dessen Magnetisierung besonders stabil ist.

Asteroiden sind vor rund viereinhalb Milliarden Jahren mit dem Sonnensystem entstanden. Auch bislang schon gingen die Forscher davon aus, dass sich viele dieser Himmelskörper durch den radioaktiven Zerfall diverser Isotope in ihrem Inneren aufgeheizt haben. So entstanden metallische Schmelzen, die dann durch Konvektionsbewegungen Magnetfelder erzeugen konnten – so wie dies bis heute auch bei der Erde der Fall ist.

Weil die Asteroiden jedoch vergleichsweise kleine Himmelskörper sind, kühlten sie im Laufe der Jahrmillionen ab, sodass ihr Inneres erstarrte und das Magnetfeld verschwand. In der Magnetisierung der Nanopartikel blieben diese Felder allerdings bis heute eingefroren.

Harrison und sein Wissenschaftler-Team berichten in „Nature“, dass es ihnen gelungen ist, aus der räumlichen Variation der magnetischen Signale in der Wolkenzone die magnetische Aktivität des Asteroiden zu rekonstruieren – obwohl es sich bei dem untersuchten Meteoriten nur um ein Bruchstück des ursprünglichen Asteroiden handelt. Sie konnten sogar ermitteln, wann sich die metallische Schmelze im Inneren des Asteroiden verfestigte.

Quellen: Natural History Museum London/WeltOnline vom 21.01.2015

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