Paradox bei uralten Chondriten
Das Seltsame jedoch: Ausgerechnet diese ursprünglichsten, nicht nachträglich durch hohe Temperaturen veränderten Asteroiden, erweisen sich als hydrothermal verändert. Sie enthalten noch heute relativ viel Wasser und bis zu 95 Prozent ihrer Minerale und Moleküle können nur in Gegenwart von reichlich Flüssigkeit entstanden sein. Dies jedoch passt eher zum gängigen Bild von Kometen als zu dem langsam heranwachsender, eher trockener Staub- und Gesteinsbrocken. “Alle bisherigen Studien gehen davon aus, dass diese Asteroiden steinig waren: Ein wasserfreier Steinbrocken reagiert nachträglich mit Wasser”, erklären Philip Bland von der Curtin University of Technology in Perth und Bryan Travis vom Planetary Science Institute in Tucson. Doch diese Modelle können die typischen Merkmale der Kohligen Chrondriten nur zum Teil erklären.
Die beiden Forscher haben daher nach einer Erklärung gesucht, die zu den ungewöhnlichen Eigenschaften der Kohligen Chondriten passt – und auch zu dem, was wir über den Urnebel und die physikalisch-chemischen Prozesse in Himmelskörpern wissen. Für ihre Studie gingen sie von einem ganz neuen Szenario aus: Was wäre, wenn die ältesten Asteroiden gar nicht als Gesteinsbrocken begannen, sondern als lose zusammenklebende Schlammklumpen? “Es gibt keinen Grund, warum sie von Anfang an steinig gewesen sein sollen”, konstatieren sie. Ihrem Szenario nach wuchsen die ersten Asteroiden durch die allmähliche Ansammlung von Material aus der Urwolke heran: Staub, Eis und Silikatbröckchen klebten zu losen Gebilden zusammen. Sie ähnelten damit eher heutigen Kometen als Asteroiden. Etwa 900.000 Jahre nach der Akkretion jedoch begann das Eis zu schmelzen – weil im Klumpen eingeschlossene, kurzlebige radioaktive Elemente zerfallen und dabei Hitze entwickeln, wie die Forscher erklären. Aus den Eisklumpen wurden Schlammklumpen.
Erst Konvektion, dann Schichtung
Ob dieses Szenario realistisch ist und vor allem, was dann mit den Schlammklumpen geschah, haben Bland und Travis in aufwändigen Computersimulationen nachvollzogen. Sie bildeten dabei die Entwicklung von Asteroiden verschiedener Schlamm/Chondrulen-Verhältnisse und von Größen zwischen 50 und 500 Kilometern nach. Dabei zeigte sich: In den frischen Schlamm-Asteroiden bilden sich durch Temperaturunterschiede relativ schnell Konvektionsströmungen aus. Diese Durchmischung fördert chemische Reaktionen und führt zur Bildung der Minerale und organischen Moleküle, die für Kohlige Chondriten typisch sind. “Dies könnte erklären, warum die chemisch ursprünglichsten Meteoriten am meiste durch Wassereinfluss verändert scheinen” , sagen die Forscher. “Und es passt dazu, dass die Kanten der Karbonatkörnchen bei Kohligen Chondriten meist abgerundet sind.”
