mini|250px|Mikrometeorit aus dem antarktischen Schnee
Mikrometeoriten (bzw. Mikrometeorite) sind winzige Meteoriten mit einer Größe von typischerweise einigen hundert Mikrometern bis zu einigen Millimetern.
Etymologie Die Bezeichnung Mikrometeorit setzt sich zusammen aus Mikro (von Altgriechisch mikrόs • μικρός „klein“) und Meteorit (von Altgriechisch metéōros • μετέωρος „in die Höhe gehoben“).
Erstbenennung Der Begriff Mikrometeorit (Englisch micrometeorite oder auch micro-meteorite – abgekürzt MM) wurde erstmals im Jahr 1950 von Fred Lawrence Whipple verwendet.
Definition Die International Astronomical Union (IAU) definiert Meteoride mit der Größenordnung 30 Mikrometer bis 1 Meter. Mikrometeoriten nehmen hierbei nur den Submillimeterbereich ein. Sie stellen eine Untermenge des kosmischen Staubs dar, zu welchem auch die Interplanetaren Staubteilchen (engl. Interplanetary Dust Particles oder abgekürzt IDP) gerechnet werden.
Mikrometeoriten sind Mikrometeoride, die den Eintritt in die Erdatmosphäre überlebt haben und schließlich auf der Erdoberfläche niedergehen. Mikromeoteorite unterscheiden sich von Meteoriten durch ihre viel geringere Größe, ihr wesentlich häufigeres Vorkommen und außerdem durch eine recht unterschiedliche Zusammensetzung.
So genannte „Zap Pits“ (Impaktlöcher) von Mikrometeeoriten wurden auch in Proben von Mondgestein gefunden, die beispielsweise von Apollo 16 zur Erde gebracht wurden und deuten auf eine potentielle Gefahr für längere Mondmissionen hin.Mark Thompson: The Hidden Danger of Lunar Micrometeoroid Storms. Auf: Universe Today vom 11. November 2025. Ebenso: Constant Rain of Tiny Meteoroids Poses 'Silent Threat' to Future Moon Base. Auf: sciencealert vom 12. November 2025.
Fundstellen Mikrometeoriten sind generell in Sedimenten und speziell in Tiefsee- und in Polarsedimenten aufgelesen worden. Wegen ihrer geringen Konzentration auf der Erdoberfläche wurden sie vormals hauptsächlich aus polarem Schnee und Eis geborgen. Im Jahr 2016 wurde jedoch erstmals eine Methode entdeckt, Mikrometeoriten auch im städtischen Siedlungsbereich zu extrahieren.
Fundstellen sind beispielsweise Flachdächer von Häusern,Mikrometeoriten auf Flachdächern, abgerufen am 4. Dezember 2022 Wüstengebiete wie die Atacama-Wüste, im Schnee und Eis der Antarktis oder in Ablagerungen in der Tiefsee.
Ozeanische Sedimente mini|hochkant=1.6|Kosmische Sphärulen unter dem Lichtmikroskop
Geschmolzene Mikrometeoriten (oder auch kosmische Sphärulen) wurden zum ersten Mal zwischen 1873 und 1876 durch die Challenger-Expedition in Tiefseesedimenten entdeckt. Im Jahr 1891 fanden John Murray und Alphonse François Renard zwei Gruppen von Mikrometeoriten: einmal schwarze, magnetische Sphärulen mit oder auch ohne metallischem Kern, andererseits braunfarbene Sphärulen, die Chondren ähneln und eine kristalline Struktur an den Tag legen. Bereits 1883 hatten sie vorgeschlagen, dass die Sphärulen extraterrestrischen Ursprungs waren, da sie ihrer Meinung nach weit von irdischen Partikelquellen entfernt waren, magnetischen Sphären aus Hochöfen der damaligen Zeit unähnlich waren und ihre Eisen-Nickel-Metallkerne metallischem Eisen aus vulkanischen Gesteinen vollkommen widersprachen. Die Sphärulen waren am häufigsten in extrem langsam akkumulierenden Sedimenten abgelagert worden – insbesondere in roten Tiefseetonen unterhalb der Karbonatkompensationstiefe (CCD). Dies bekräftigte ihren meteoritischen Ursprung. Neben den Sphärulen mit Eisen-Nickel-Kernen enthalten manche Sphärulen mit einem Durchmesser von mehr als 300 μm auch Kerne mit Elementen der Platingruppe.
Seit den ersten Probennahmen von HMS Challenger sind kosmische Sphärulen aus ozeanischen Sedimenten mittels Bohrkernen, Kasten- und anderen -greifern sowie Magnetschlitten geborgen worden. Unter den Magnetschlitten erbrachte die so genannte Cosmic Muck Rake („Kosmischer Dreckrechen“) tausende von kosmischen Sphärulen aus den obersten 10 Zentimetern der roten Tiefseetone am Meeresgrund des Pazifiks.
Kontinentale Sedimente Auch Sedimente kontinentalen Ursprungs enthalten Mikrometeoriten. Sie wurden in Proben angetroffen, die niedrige Sedimentationsraten aufweisen – beispielsweise Tonsteine und Hartgründe leicht löslich sind wie z. B. Salzablagerungen und Kalke massensortiert wurden wie beispielsweise Schwermineralkonzentrate in Wüsten und Strandsanden.
Die ältesten Mikrometeoriten sind total alterierte Eisensphärulen, die auf 180 bis 140 Millionen Jahren alten Hartgründen angetroffen wurden.
Polare Ablagerungen Mikrometeorite, die in polaren Sedimenten gefunden werden, sind wesentlich weniger stark verwittert als Funde in anderen terrestrischen Environments. Dies zeigt sich an einem nur geringen Anätzungsgrad interstitieller Gläser und in einer weit größeren Anzahl von glasigen Sphärulen und ungeschmolzener Mikrometeoriten – diese Partikel sind jedoch in Tiefseeproben selten oder gar nicht vorhanden. Mikrometeoriten aus polaren Regionen wurden beispielsweise im Schnee und im Kryokonit Grönlands entdeckt, im blauen Eis der Antarktis, im vom Wind angewehten äolischen Staub, in Eisbohrkernen, am Grund des Wasserbrunnens am Südpol, in Sedimentfallen und im frischen Schnee der Antarktis.
Mikrometeoriten des Stadtbereichs Eine Untersuchung aus dem Jahr 2016 konnte zeigen, dass Flachdächer des urbanen Bereichs sehr vielversprechende Fundstellen von Mikrometeoriten darstellen. Kosmische Sphärulen im Stadtbereich sind wesentlich jünger und auch weniger stark umgewandelt als an den üblichen Fundstellen. Hobbysammler finden Mikrometeoriten an Stellen, an denen der Staub einer größeren Fläche zusammenkommt, zum Beispiel an Abflussrinnen von Flachdächern.
Einführung Mikrometeoriten stehen in enger Beziehung zum interplanetaren Staub. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre weisen sie typischerweise Geschwindigkeiten von mindestens 11 bis maximal 72 km/s auf. Hierbei erhitzen sie sich aufgrund der atmosphärischen Reibung, aber auch durch Kompression. Jedoch sind sie mit Durchmessern von meist unter 1 mm zu klein zum Verglühen, da sie beim Eindringen in die Hochatmosphäre wegen ihrer geringen Masse rasch abgebremst werden. Dennoch werden in die Erdatmosphäre eindringende Meteoride und Mikrometeoriten gelegentlich sichtbar als Meteore und Sternschnuppen – unabhängig jetzt davon, ob sie den Erdboden als Meteoriten oder Mikrometeoriten tatsächlich erreichen und folglich ihren Durchgang durch die Erdatmosphäre auch überlebten. Mikrometeoriten wiegen individuell nur zwischen 10−9 und 10−4 Gramm, dennoch stellen sie zusammen genommen den Löwenanteil des extraterrestrischen Materials, das bis auf den heutigen Tag die Erde erreicht hat.
Die enorme Anzahl von Partikeln, die jedes Jahr in die Erdatmosphäre eintreten (ungefähr 1017 Partikel mit einem Durchmesser unterhalb von 10 μm) legt nahe, dass sehr umfangreiche Mikrometeoritensammlungen Partikel aus allen Staub absondernden Objekten des Sonnensystems enthalten – hierunter Asteroiden, Kometen, aber auch Fragmente von Mond und Mars. Repräsentative Großsammlungen liefern uns Informationen über Größe, Zusammensetzung, Aufheizungseffekte in der Atmosphäre und Typologie der auf der Erde akkretierenden Massenkörper. Detailuntersuchungen an individuellen Mikrometeoriten jedoch geben uns Einblicke in ihren Ursprungsort, die Art des enthaltenen Kohlenstoffs, eventueller Aminosäuren und präsolarer Körner.
Petrologie Gefüge mini|hochkant=1.6|Querschnitte durch verschiedene Mikrometeoritenklassen
Die Gefüge von Mikrometeoriten sind sehr variabel, da ihre ursprünglichen Strukturen und mineralischen Zusammensetzungen durch den Erhitzungsgrad in der Erdatmosphäre abgewandelt werden. Dieser wiederum ist von ihrer Anfangsgeschwindigkeit und ihrem Eintrittswinkel direkt abhängig. Die Gefüge reichen von ungeschmolzenen Partikeln mit ursprünglicher Mineralogie (siehe rechts gegenüberstehende Abbildung, Partikel a und b), zu teilweise geschmolzenen Partikeln (c und d) hin zu rund geschmolzenen, kosmischen Sphärulen (e, f, g, h), von denen einige einen Großteil ihrer Masse durch Verdampfen verloren haben (i). Die Klassifizierung beruht auf Zusammensetzung und Erwärmungsgrad.
Generell lassen sich aber zuerst zwei Hauptgefügegruppen unterscheiden: feinkörnige und grobkörnige Mikrometeoriten. Die feinkörnigen Mikrometeoriten (engl. fine-grained micrometeorites oder abgekürzt FgMM) werden von einer feinkörnigen, porösen Grundmasse mit Mineralkörnern im Mikronbereich beherrscht, die grobkörnigen Mikrometeoriten (engl. coarse-grained micrometeorites oder abgekürzt CgMM) bestehen vorwiegend aus wasserfreien Silikaten, ihre Korngrößen übertreffen mehrere Mikron und sie enthalten oft eine glasige Mesostasis.
Klassifikation von Mikrometeoriten Moderne Klassifikationen von Mikrometeoriten sind komplex, da sie sowohl ihre ursprünglichen Gefügemerkmale als auch die beim Durchgang durch die Erdatmosphäre erlebten Veränderungen berücksichtigen müssen. Da die Auswirkungen der atmosphärischen Erwärmung gradueller Natur sind, ist es manchmal schwierig Mikrometeoriten eindeutig einer Kategorie zuzuordnen.
Die moderne Meteoritentaxonomie wird ihrerseits in einer Rückschau aus dem Jahr 2007 von Alexander N. Krot und Kollegen dargestellt. Um jetzt individuelle Mikrometeoriten mit Meteoritenklassen zu korrelieren, bedarf es eines Vergleichs in der jeweiligen Elementhäufigkeit, in der Isotopenzusammensetzung und in den Gefügecharakteristiken.
Die letzte bedeutende Klassifikation von Mikrometeoriten aus dem Jahr 2008 folgt Matthew J. Genge und Kollegen und fußt auf der oben dargestellten Einteilung in drei Gefügegruppen: ungeschmolzen, teilweise geschmolzen und geschmolzen. Diese drei Gruppen werden dann ihrerseits weiter in Klassen, Typen und Subtypen unterteilt.
Die proportionelle Verteilung zwischen ungeschmolzenen, teilweise geschmolzenen und geschmolzenen Mikrometeoriten ist nicht genau bekannt und variiert außerdem mit der Partikelgröße. Bei Korngrößen oberhalb von 100 µm machen geschmolzene Mikrometeoriten noch 70 bis 90 % aus, jedoch bei Korngrößen von 50 bis 100 µm nehmen vollkommen geschmolzene plus teilweise geschmolzene Mikrometeoriten nunmehr nur rund 50 % ein (wobei ein anderes Klassifikationsschema für dieselbe Größenordnung ein Verhältnis von 1 für vollständig zu teilweise geschmozenen Mikrometeoriten angibt). Bei Korngrößen von 25 bis 50 µm stellen vollkommen geschmolzene plus teilweise geschmolzene Mikrometeoriten nur noch 22 %. Das Aufschmelzen ist somit von der jeweiligen Korngröße abhängig und bevorzugt eindeutig größere Dimensionen.
Ungeschmolzene Mikrometeoriten Ungeschmolzene Mikrometeoriten sind dunkelgraue, eckige bis subangulare Partikel in einer Größenordnung von rund 450 bis 600 μm. Sie werden je nach ihren hauptsächlichen Mineralphasen in zwei Hauptklassen unterteilt – silikatisch und ultrakohlenstoffhaltig. Hierbei wird auch noch eine refraktorische Klasse ausgesondert. Die silikatischen ungeschmolzenen Mikrometeoriten werden dann ihrerseits anhand ihres Gefüges in feinkörnige und grobkörnige Mikrometeoriten weiter unterteilt.
Silikatische, feinkörnige, ungeschmolzene Mikrometeoriten Silikatische, feinkörnige, ungeschmolzene Mikrometeoriten werden von einer feinkörnigen, porösen Grundmasse dominiert, bestehend aus Mineralkörnern im Mikronbereich. In gewisser Weise ähneln sie den feinkörnigen Grundmassen chondritischer Meteorite und besitzen auch eine weitgehend chondritische Zusammensetzung. Ihre Haupt- und Spurenelemente liegen vorwiegend im Bereich der Grundmassen von CI-, CM- und CR-Chondriten.