Amorphe Silikate und organische Materie in kometaren interplanetaren Staubpartikeln - Hinweise auf frühe Prozesse im solaren Nebel

• Antragsteller: Dr. Christian Vollmer
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453960555

Während der ersten Millionen Jahre der Evolution des solaren Nebels traten komplexe Prozesse wie Kondensation, Akkretion, Differenzierung oder asteroidale Modifikation auf. Das Verständnis dieser ersten Episoden ist eine wichtige, aber herausfordernde Aufgabe. Die meisten Materialien, die sich in diesen frühen Stadien gebildet haben, wurden später während der Evolution des Sonnensystems modifiziert oder zerstört und sind daher nicht geeignet. Einige primitive Proben wie kohlige Chondrite oder Kometenstaub haben jedoch Momentaufnahmen dieser primären solaren Nebelereignisse aufgezeichnet, die heute mit modernen Techniken auf der Erde analysiert werden können, um ihre komplexen Fingerabdrücke zu entschlüsseln. Amorphe Silikate und organisches Material sind besonders wichtige Bestandteile chondritisch-poröser interplanetarer Staubpartikel, die von Kometen stammen. Bisher sind nur wenige chemische und physikalische Informationen über die Glasfraktion dieser Körner und die funktionelle Chemie ihrer organischen Bestandteile verfügbar. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass sich diese beiden Komponenten als Reaktion auf eine Vielzahl von Prozessen entwickeln, möglicherweise im interstellaren Medium, dem solaren Nebel, und auf Meteoriten- / Kometen-Mutterkörpern, also fraktionierte Kondensation, Ionenbestrahlung, und wässrige Reaktionen. Die modernsten Transmissionselektronenmikroskope wie das Themis in Münster oder die SuperSTEM-Mikroskope in Daresbury ermöglichen es, chemische und strukturelle Informationen zu diesen äußerst komplexen Materialien in einem bisher nicht zugänglichen Maßstab zu erhalten. Der Schwerpunkt dieses Antrags liegt daher in der Untersuchung der primitivsten Komponenten in Kometenproben, also amorphen Silikaten und organischer Materie, mit dem Ziel, sehr frühe solare oder möglicherweise interstellare Prozesse wie Kondensation oder Fluidreaktionen zu entschlüsseln. Die chemischen Untersuchungen umfassen sowohl die durch STEM-EDX im Nanometerbereich erhaltene Hauptelementchemie als auch die Fe-Oxidationsstufe dieser Körner durch STEM-EELS. Darüber hinaus wird durch H-C-N-Isotopenanalysen dieser IDPs mit der NanoSIMS geprüft, ob IDP-Bestandteile isotopisch anomal sind. Wir werden auch die funktionelle Chemie und die Konstitution organischer Kometenmaterie durch niedrig dosierte (60 kV) UltraSTEM EELS-Untersuchungen messen. Diese Untersuchungen werden helfen, die Prozesse zu verstehen, die GEMS-Körner in Kometenkörpern gebildet haben, sowie die molekulare Konstitution organischer Kometenmaterie im Vergleich zu ihren meteoritischen Gegenstücken. Wenn wir die Synthese und Modifikation dieser Komponenten verstehen, erhalten wir auch ein umfassenderes Verständnis der primitiven Materialien, die zur Bildung größerer Objekte im Sonnensystem wie Kometen, Asteroiden und felsigen Planeten geführt haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Mitverantwortlich: Dr. Jan Leitner
• Kooperationspartner: Professor Dr. Quentin Ramasse