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Abb. 1.15 Variation der Scher-
wellengeschwindigkeit in Kruste
und Mantel (nach © Smith 1981 )
von Chondriten hervorgebracht haben. Nur die gasförmi-
gen und sehr flüchtigen Elemente (H, He, C, N, O, Ne)
sind deutlich seltener als in der Sonne. Chondrite unterschei-
den sich in ihrer Elementzusammensetzung hinsichtlich der
Flüchtigkeit bzw. Kondensationstemperatur. Die aus eisen-
reichen Silikaten und Oxiden bestehenden Chondrite leiten
ihren Namen von aus Schmelztröpfchen entstandenen, ku-
geligen Einschlüssen rasch erstarrter Hochtemperatursilikate
ab, den Chondren. Diese gelten als repräsentativ für den
Erdmantel, also für 85% des Erdvolumens. Eine wichtige
Untergruppe bilden die seltenen kohligen C-Chondrite, und
unter diesen vor allem die Untergruppe der CI-Chondrite
(„I“ nach der Typlokalität Ivuna in Tansania), welche die
gleiche chemische Zusammensetzung wie die Sonne besit-
zen. Diese C-Chondrite bestehen bis zu 5% aus Kohlenstoff,
der zum Teil als Kohlendioxid oder in anderen organischen,
nicht biogenen Verbindungen vorliegt. Die C-Chondrite ent-
halten außerdem bis zu 20% Wasser in gebundener Form
in den Silikaten und manchmal in Sulfaten. Die kohligen
Chondrite sind insgesamt chemisch heterogener als die üb-
rigen Chondrite und erfuhren offenbar nur eine zum Teil
sehr geringe thermische Beeinflussung. Sie werden daher
als das ursprünglichste, am wenigsten veränderte Meteo-
ritenmaterial angesehen, welches sich bei der Entstehung
des Planetensystems aus dem Sonnennebel bildete. Dagegen
sind Achondrite eisenarme, chondrenfreie Steinmeteorite.
Sie ähneln häufig den irdischen Basalten und bestehen meist
aus Silikaten, von reinem Olivin bis hin zu basaltähnlicher
Zusammensetzung, die als repräsentativ für die Kruste und
den oberen Erdmantel gelten. Aus den Meteoriten kann man
somit auf die Elementhäufigkeit im Erdmantel und Erdkern
schließen, wenn man den Verlust an leichtflüchtigen Ele-
menten bei den irdischen Gesteinen berücksichtigt. Für die
gesamte Erde ergibt sich die in Tab. 1.4 zusammengefasste
Verteilung.
Für den Erdmantel hält man eine Zusammensetzung für
realistisch, die jener der kohligen Meteoriten ähnelt, abzüg-
lich der flüchtigen Bestandteile und jener des Kerns. Dieses
Modell wird als pyrolitisch bezeichnet, ein Kunstwort wel-
ches aus den Hauptmineralen eines solchen Mantels gebildet
wurde: Pyro xen und Oli vin. Da die Ableitung der pyroli-
tischen Zusammensetzung des Mantels jedoch vorwiegend
auf Proben von Peridotiten und Hochtemperaturschmelzen
basiert, ist diese möglicherweise nur für den oberen Mantel
repräsentativ, nicht aber für den unteren.
Über die ursprüngliche chemische Zusammensetzung des
Sonnensystems bei seiner Bildung vor ca. 4,6 Mrd. Jahren
gibt das Sonnenspektrum Auskunft (Periodensystem: siehe
Tab. 7.3 , Abschn. 7.1 im Anhang). Die hierfür als cha-
rakteristisch angesehenen Elemente der äußeren Gashülle
 
 
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