Meteoriten in situ - Funde aus den afrikanischen und arabischen Wüsten
Teil 1 Natürlich Konservierung
Meteorit, durch Winderosion aus dem Wüstenboden präpariert (SAU 001, 4 cm)
Meteoriten, die vor tausenden oder gar zehntausenden Jahren gefallen sind,
bleiben unter bestimmten geologischen und klimatischen Voraussetzungen vor
vollständiger Verwitterung bewahrt und lassen sich heute in bestimmten Wüstengegenden finden.
Diesen Funden sind einige interessante Charakteristika gemein, die wir hier kurz vorstellen möchten.
Natürliche Konservierung
Meteoritenfund auf Wüstenpflaster (Rub al-Chali, 6,5 cm)
Die häufigste Fundsituation innerhalb heißer Wüsten begegnet uns
auf Erosions- und Deflationsflächen. Meist sind dieses weite Ebenen
oder Plateaus ohne den Leeschutz großer Gebirge, in denen heute
jene Bodenhorizonte, die sich in den vergangenen erdgeschichtlichen
Zeiträumen akkumulierten, konstant durch oft ganzjährig auftretenden
Winde aberodiert werden. Meteoriten, die hier gefunden werden,
repräsentieren in der Regel jahrtausende alte Meteoritenfälle,
die in Zeiten fielen, in denen die
klimatischen Bedingungen deutlich weniger arid waren als heute.
Diese Meteoriten fielen auf Bodenoberflächen, die seinerzeit Sedimentations-
oder zumindest Stagnationsflächen darstellten und die über längere
Zeiträume durch savannenartigen Bewuchs hinreichend vor Erosion durch
Wind und Wasser geschützt waren. Eingebettet in Horizonten, die sie den
zerstörerischen Kräften chemischer, thermischer und mechanischer
Verwitterung entzog, entgingen die empfindlichen Fremdgesteine dem
Zerfall teils über Zeiträume von mehreren zehntausend Jahren.
Nach Klimawechseln, die in erdgeschichtlichen Zeiträumen mehrfach die
Bildung großer zusammenhängender Wüstenflächen auf dem afrikanischen
Kontinent und der arabischen Halbinsel verursachten, legten
Deflationsprozesse die Meteoriten frei. Nach und nach kommen Sie auf den
heutigen Oberflächen zu liegen. Dieser Vorgang hält bis heute an.
Wüstenpflaster
Einer der häufigsten Oberflächentypen auf denen Meteoriten
in Wüsten gefunden werden ist das Stein- oder Wüstenpflaster
(auch Wüstenmosaik). Es zählt zu den am besten für die natürliche
Konservierung aber auch für das Auffinden von exponierten Meteoriten
geeigneten Oberflächen. Wüstenpflaster sind das Ergebnis eines Jahrzehntausende
dauernden Sortierungsprozesses, zu dem es durch Ausblasung und Abwehung
des feinkörnigen Bodens kommt. Besteht die ursprüngliche Oberfläche aus
verschiedenen Korngrößen, beispielsweise aus, Schluff, Feinkies und Steinen,
wirkt die aeolische Deflation selektiv. Das bedeutet, das Feinmaterial wird
zuerst angegriffen und ausgeweht während die groben Komponenten zurückbleiben.
Ein so entstandener Bodenhorizont erreicht irgendwann
einen stabilen, inaktiven Zustand. Eine weitere Umgestaltung
findet dann kaum mehr statt. Die Glätte der Oberfläche bietet
selbst bei höheren Windgeschwindigkeiten keinerlei Angriffsfläche
mehr. Im Gegensatz zur kantigen, grobkörnigen Hammadah, bei der es
zwischen den Gesteinsfragmenten zu Makroverwirbelungen kommt, welche
das Ausblasen des Schluffs noch verstärken, verbleiben die feinkörnigen
Bestandteile des Serirs unter und zwischen den Komponenten des Steinpflasters.
Alle größeren Objekte, die vor oder während des Deflationsprozesses
in oder auf den Boden gelangten, enden schließlich auf der rezenten
Oberfläche. Dazu zählen prähistorische Hinterlassenschaften genauso wie
menschliche Artefakte, aber auch Meteoriten.
Dieser 2009 in der nubischen Wüste gefundene Meteorit,
zeigt auf den bodennahem Flächen und in den Verwitterungsrissen Caliche-Ablagerungen (unter
Klassifikation, Maßstabswürfel = 1 cm).
Caliche
Oft weisen die Wüstenfunde umlaufende Ringe und Flecken eines sehr
harten, hellgrauen bis ockerfarbenen Belags auf. Diese Caliche oder
Calcret genannten Ablagerungen bestehen aus kompakten Schichten von Kalziumkarbonat.
Es bildet sich dort, wo der Meteorit in Kontakt mit dem umgebenden Boden ist. Caliche
entsteht durch Evaporationsvorgänge in ariden bis semiariden Gebieten. Das Grundwasser steigt
kapillar zur Oberfläche auf, verdunstet dort und lässt die mitgeführten
gelösten mineralischen Bestandteile zurück.
In der Regel ist dies Kalk, je nach Region können auch Salz
oder Gips gelöst und auszementiert werden.
Die kapillare Evaporation kann in Meteoriten durch eine vorher stattgefundene
Rissbildung begünstigt werden. Die Ablagerungen sind dann auch im Meteoriten in Haarrissen
oder auf den Flächen durch Verwitterung abgesprengter Bruchstücke zu finden.
Die Bruchfläche dieses Meteoriten ist mit einer Kombination aus
Wüstenlack und Verwitterungsprodukten des Meteoriten glasiert (Nubische Wüste, unter Klassifikation, 3 cm)
Windschliff und Wüstenlack haben das Äußere dieses Meteoriten geprägt (Rub al-Chali, 4 cm)
Die Bildung von Caliche ist im allgemeinen ein sehr langsamer
Prozeß. Wenn allerdings genug Feuchtigkeit in einer sonst trockenen
Umgebung zur Verfügung steht, können sich Caliche-Beläge auch rasch
aufbauen. Wer einmal einen verkalkten Wasserhahn inspiziert hat weiß
davon zu berichten.
Caliche auf Meteoriten enthält auch andere Mineralbestandteile,
denn dass Kalziumkarbonat tendiert dazu, andere Materialien mit
einzuzementieren. Dazu zählen Partikel aus Sand, Ton und Silt.
Oft findet man Quarzsandkörner in oder am Caliche-Überzug von
Meteoriten haften.
Caliche-Bildung auf Meteoritenfunden aus Wüstenregionen kann
außerdem entscheidende Hinweise liefern, die zur Rekonstruktion
von Klimaschwankungen und damit verbundenen geomorphologischen
Prozesse beitragen. Mehrere parallele Ringe, die in unterschiedlicher
Höhe eine Meteoritenoberfläche bedecken, sind beispielsweise ein Hinweis
auf abrupte Veränderungen in der Erosionsrate während der Liegezeit des
Meteoriten an der Oberfläche.
Wüstenlack
Ein weiteres Merkmal von Meteoritenfunden aus ariden oder
hyperariden Wüsten ist der Wüstenlack (oder Wüstenpatina).
Es handelt sich dabei um eine matt glänzende dunkelbraune bis
schwarze Patina, die sich sehr langsam über Jahrtausende bildet und im
Wesentlichen aus Tonmineralen besteht. Letztere bilden mehr als 70
Prozent des Wüstenlacks, wobei Kieselsäure der wichtigste Bestandteil
ist.
Eisen und Manganoxide machen die Hauptbestandteile der restlichen
Zusammensetzung aus und finden sich gleichmäßig im Wüstenlack verteilt.
Da Wüstenlack immer auch einen unterschiedlich hohen Anteil an
bakteriellen Mikroorganismen bzw. deren Spuren enthält, gingen
Forscher davon aus, dass diese Organismen durch die Oxidation von
Mangan und Eisen, welches sie aus dem windtransportierten Staub
aufnehmen, für die Bildung des Wüstenlacks verantwortlich sind
(z.B. Dorn et al. 1981).
Jüngere Forschungen kamen jedoch zu dem Ergebnis,
dass biologische Prozesse zur Bildung von Wüstenlack
gar nicht zwangsläufig erforderlich sind. Den Untersuchungen
zufolge wird die Kieselsäure durch verschiedene chemische
Prozesse aus anderen Mineralen der Wüstenoberfläche gelöst
und härtet dann zu einer Glasur auf den Oberflächengesteinen
aus. Dabei schließt sie die Spuren mikrobakteriellen Lebens
aus der Umgebung
mit ein. (Thiagarajan et. al. 2003, Perry et al. 2006).
