Die Gruppe der CV-Chondrite, Englisch CV chondrites, sind Steinmeteoriten, die zu der Klasse der kohligen Chondriten gerechnet werden.
Etymologie mini|hochkant=1.6|Der Vigarano-Meteorit vom Typ CV 3.1 bis 3.4
Die Bezeichnung Chondrite bezieht sich auf die in ihnen vorkommenden Chondren. Mit dem Wort Chondre (), bzw. Chondrule, werden millimetergroße Silikatkügelchen bezeichnet, welche in eine feinkörnige Grundmasse eingebettet sind.
CV geht auf C (für engl. Carbonaceous chondrites – kohlige Chondrite) und V für die Typlokalität Vigarano Mainarda in Italien zurück. Die Gruppe der CV-Chondrite wird daher auch als Vigarano-Gruppe bezeichnet.
Einführung Die kohligen CV-Chondrite liefern uns eine riesige Menge an Informationen über die operativen Prozesse im Frühen Sonnensystem. Nach ihrer Akkretion unterlagen sie zahlreichen Umwandlungen, darunter wässrige Alterationen, thermische Metamorphose und Metasomatose. Unter sämtlichen Meteoriten enthalten CV-Chondriten die größten refraktären Einschlüsse, vor allem die Calcium-Aliminium-reichen Einschlüsse (CAIs). Ihre besondere Bedeutung liegt in der Datierung und Interpretation lang- und kurzlebiger Radionuklide – vor allem, da die CAIs als gleichalt mit dem Beginn des Sonnensystems angesehen werden. Durch spezielle Chronometer wie 53Mn-53Cr konnten Akkretionsalter von CV3-Körpern mit zirka 1,8 bis 2,5 oder 3,2 bis 3,3 Millionen Jahre nach Bildung der CAIs festgelegt werden – d. h. nach T0 bzw. 4568,7 Millionen Jahre vor heute.
Häufigkeit CV-Chondrite sind recht häufig unter den kohligen Chondriten. Die Meteoritical Society führt jetzt als CV-Chondrite 525 Meteoriten – entsprechend 21 % sämtlicher kohligen Chondriten (im Jahr 2019 wurden noch 388 Meteoriten angegeben mit einer Häufigkeit von 19,5 %). Klassischerweise wird bisher angenommen, dass sie alle von einem einzigen Asteroiden stammen.
Bekannte Fälle und Funde mini|hochkant=1.6|Der Allende-Meteorit mit Chondren, großen silbergrauen CAIs und großem dunklen Einschluss
Als bekannte Beispiele für CV-Chondriten sollen angeführt sein: Allende-Meteorit – oxidiert Axtell – oxidiert Bali – oxidiert Efremovka – reduziert Grosnaja – oxidiert Kaba – oxidiert Leoville – reduziert Mokoia Vigarano-Meteorit (Lithotyp) – reduziert
Physiko-chemikalische Parameter Dichte CV-Chondrite besitzen eine mittlere Gesamtdichte von 3120 Kilogramm/Kubikmeter – mit einer Streubreite von 2870 bis 3370 kg/m3. Sie sind wesentlich dichter als CI-Chondrite (1580 kg/m3), erreichen aber nicht die sehr hohe Dichte der CB-Chondrite (5250 kg/m3). Eine Erklärung für ihre recht hohe Dichte liefert die kompakte Grundmasse.
Porosität Ihre Porositäten sind stark schwankend und überdecken den Bereich 0,6 % bis 27,7 % (mit einem Durchschnittswert von 14,6 %). Diese Schwankungen machen sich nicht nur zwischen verschiedenen Fundstücken bemerkbar, sondern erscheinen auch innerhalb einer einzelnen Probe. Tatsächlich besteht ein starker Porositätsunterschied zwischen oxidierten (durchschnittlich 19,7 %) und reduzierten (durchschnittlich 3,6 %) Varietäten. Die Porosotätsunterschiede wirken sich wiederum auf die Dichten aus – so haben oxidierte CV-Chondrite eine wesentlich geringere Dichte als reduzierte Vertreter.
Permeabilität Auch die Permeabilitäten schwanken daher stark, wobei reduzierte Vertreter sehr niedrige Werte besitzen, oxidierte jedoch wesentlich höhere (so ist der Vigarano-Meteorit mit 0 bis 0,0001 Millidarcy praktisch undurchlässig, der Allende-Meteorit ist hingegen mit 0,22 bis 0,52 Millidarcy weitaus durchlässiger).
Wasser- und Kohlenstoffgehalt Ihr mittlerer Wassergehalt beträgt 2,5 Gewichtsprozent, ihr mittlerer Kohlenstoffgehalt 0,58 Gewichtsprozent. Laut Katharina Lodders (2021) beträgt der Kohlenstoffgehalt nur 0,49 Gewichtsprozent. Zum Vergleich: der Wassergehalt von CI-Chondriten beläuft sich immerhin auf 18,0 Gewichtsprozent – wobei deren Kohlenstoffgehalt mit 3,2 Gewichtsprozent ebenfalls sehr hoch ist. Der Kohlenstoffgehalt von CV-Chondriten ist generell sehr niedrig und erreicht beispielsweise im Allende-Meteoriten nur noch 0,29 Gewichtsprozent.
Magnetische Suszeptibilität Die Magnetische Suszeptibilität χ ist ebenfalls variabel aufgrund des Prozentualanteils magnetischer Minerale. Der Durchschnittswert für χmass beträgt 4,08x10−9 m3/kg. Oxidierte CV-Chondrite haben einen geringeren Wert von 3,84, reduzierte einen höheren von 4,86.
Seismische Wellengeschwindigkeiten Durchschnittliche seismische Wellengeschwindigkeiten schließlich liegen bei 2995 m/s für Kompressionswellen (mit einer Variationsbreite zwischen 1016 und 4203 m/s) und bei 1935 m/s für Scherwellen (mit einer Variationsbreite zwischen 665 und 2618 m/s). Auch hier hat die Porosität einen großen Einfluss. Das Verhältnis vp/vs variiert zwischen 1,47 und 1,64.
Mineralogie Silikate In CV-Chondriten erscheinen Silikate aller sechs strukturellen Gruppen: Nesosilikate wie Andradit und Forsterit Sorosilikate wie beispielsweise Melilith Zyklosilikate mit Cordierit Inosilikate wie Al-Ti-Diopsid und Grossmanit und Tektosilikate mit Anorthit und Nephelin. Primäre Silikate treten in Chondren, AOAs, CAIs sowie in der Grundmasse auf. Primäre Phasen sind Olivin, Enstatit, Orthopyroxen, Diopsid, Al-Ti-Diopsid, Rhönit, Melilith, Cordierit und Anorthit. Sekundäre Silikate kommen in allen Hauptbestandteilen von CV-Chondriten vor, insbesondere jedoch in den beiden oxidierten Untergruppen. Sekundärphasen beinhalten eisenreichen Olivin und Fayalit, Hedenbergit, Diopsid und Salit, Nephelin, Sodalith, Grossular, Andradit, Wollastonit, Monticellit, sekundärer Anorthit, sekundärer Melilith Phyllosilikate.
Phyllosilikate Phyllosilikate finden sich in der Grundmasse der CV-Chondrite, sie können aber auch durchaus CAIs und die Mesostasis von Chondren ersetzen.
Beispielsweise werden in oxidierten Baliartigen (siehe weiter unten) die Grundmassen-Olivinkörner von Saponit ersetzt. Oxidierte Allendeartige hingegen haben einen sehr niedrigen Wassergehalt von weniger als 0,2 Gewichtsprozent und besitzen anscheinend keine Phyllosilikate oder andere wasserhaltige Minerale in der Matrix. Auch die Dunklen Einschlüsse haben generell keine Phyllosilikate.
Alterierte Chondren und CAIs in Baliartigen führen verschiedene Phyllosilikate, darunter eisenhaltigen Saponit, Na-Phlogopit, aluminiumreiches Serpentin und Na-K-Glimmer. In CAIs des Allende-Meteoriten finden sich seltene Phyllosilikate wie Phlogopit, Montmorillonit, Clintonit, Margarit, Saponit und Chlorit. Phyllosilikate werden auch in einigen Chondren des Mokoia-Meteorits angetroffen (Saponit, Na-Phlogopit, Serpentin) – sowie in Chondren des Kaba-Meteorits (Saponit) und des Grosnaja-Meteorits (Chlorit, Saponit). Phlogopit, Clintonit, Margarit und Chlorit in den Allende CAIs sind thermisch stabiler als die Phyllosilikate der Baliartigen – konform mit den vermuteten höheren Metamorphosetemperaturen des Allende-Meteorits.
Auch durch Oxidation und Hydration können sich in stark verwitterten CV3-Chondriten Phyllosilikate entwickeln, welche aus mafischen Silikaten hervorgegangen sind.
Nichtsilikate Zu den nichtsilikatischen Mineralen in CV-Chondriten zählen die Metallelemente wie beispielsweise Osmium, Kupfer usw., Metalllegierungen (z. B. Awaruit und Taenit), Sulfide (wie Troilit und Pentlandit), Oxide (z. B. Korund und Hibonit), Hydroxide (beispielsweise Pyrochlor), Karbonate (z. B. Calcit), Sulfate (wie Baryt), Molybdate (z. B. Powellit), Wolframate (wie Scheelit) und Phosphate (Apatit und Merrillit). All diese Phasen finden sich in Chondren, CAIs, AOAs, Dunklen Einschlüssen und in der Grundmasse.
Karbonate Karbonate sind relativ selten in CV-Chondriten. Nichtsdestoweniger erscheint Calcit als Akzessorie in einigen Dunklen Einschlüssen des Allende-Meteoriten – als Rissfüllung. Im Vigarano-Meteorit ersetzt Calcit Ca-reiches Pyroxen pseudomorph. Manche Autoren sind der Ansicht, dass sich Calcit womöglich während wässriger Alterationen des Mutterkörpers bildete oder eventuell erst durch terrestrische Verwitterung. Matrixbereiche im Bali-Meteorit enthalten Karbonat im Verband mit Phosphat und Magnetit.
Sulfide Troilit bildet eine primäre Phase (oft im Zusammenhang mit metallischem Eisen-Nickel) in der Grundmasse, in Chondren und in CAIs einiger CV-Chondrite, insbesondere reduzierter CV-Chondrite. Pyrrhotit und Pentlandit bilden sekundäre Phasen, assoziiert mit Magnetit, welche in opaken Knollen im Allende-Meteorit und in oxidierten Allendeartigen auftreten. Im oxidierten Allendeartigen Axtell-Meteorit besteht das Sulfid hauptsächlich aus Troilit. Millerit findet sich in manchen CAIs des Typus B (siehe weiter unten). In CAIs vorkommende Fremdlinge enthalten mehrere Sulfide – beispielsweise Pentlandit, Molybdänit, Heazlewoodit, Pyrrhotit und die Mischungsreihe aus FeS-NiS Monosulfid.
Eisenoxide und Phosphate In CV-Chondriten sind Eisenoxide und Phosphate Sekundärbildungen, entstanden während wässriger Alterationen. In einigen CAIs des Typus B werden Magnetit und Magnesiowüstit angetroffen. Die beiden Phasen kommen neben Vanadium-reichen Magnetit auch in einigen Fremdlingen vor. Magnetit tritt auch in AOAs des Mokoia-Meteorits auf. Ilmenit ist selten und kommt in CAIs einiger oxidierter CV-Chondrite vor. Hierbei scheint Ilmenit manchmal Perowskit zu ersetzen. Magnetit und Ilmenit erscheinen zusammen in der Grundmasse oxidierter CV-Chondrite. In Allende-Chondren wird viel Magnetit in großen opaken Knollen angetroffen, in welchen er Körner von Awaruit und Pentlandit umschließt. Merrillit bildet nahezu vollständige Ringe am Rand einiger opaker Knoten im Allende-Meteorit. Merrillit tritt auch zusammen mit Apatit in einigen Fremdlingen der CAIs des Allende-Meteoriten auf. Calcium-Phosphat (wahrscheinlich Merrillit) findet sich in Dunklen Einschlüssen im Allende-Meteorit.
Verwitterung Die terrestrische Verwitterung von Meteoriten beginnt mit ihrer Passage durch die Erdatmosphäre unter gleichzeitiger Bildung ihrer Schmelzkruste. In der Schmelzkruste befindlicher Magnetit entsteht während des Falls aus der Oxidation metallischen Eisen-Nickels sowie der Sulfide. Nach Erreichen der Erdoberfläche kann terrestrisches Wasser (in Form feuchter Luft und als Niederschlag) eine Oxidation von metallischem Eisen-Nickel, Sulfiden und Silikaten in CV-Chondriten bewirken (Oxide sind generell resistenter gegenüber terrestrischer Verwitterung). Die Verwitterung ganzer CV-Meteorite spielt sich in allen terrestrischen Environments ab – inklusive heiße Wüsten, Kältewüsten und sogar in Museumsvitrinen. Auf rund 24 % antarktischer CV-Chondriten haben sich Evaporitablagerungen angesammelt. Insolationserwärmung dieser Meteorite an windstillen Sommertagen wird durch ihre dunkle Schmelzkruste begünstigt. Dies kann zum Schmelzen des umgebenden Eises, zum Herauslösen von Mineralen und zum Wandern des mineralbeladenen Wassers an die Meteoritenoberfläche über Poren und Risse führen.
Die Verwitterungsprodukte von CV-Chondriten wurden bisher nur wenig untersucht. Der Allendeartige Axtell-Meteorit enthält Schwefel- und Nickelphasen, die offensichtlich ein terrestrisches Verwitterungsprodukt von Pentlandit darstellen. In einigen reduzierten CV-Chondriten wurde metallisches Eisen-Nickel zu Goethit umgewandelt. Im Jahr 2005 konnten Abreu und Brearley Adern aus Calciumkarbonat im Vigarano-Meteoriten feststellen. Sie waren kurzzeitiger Verwitterung ausgesetzt gewesen und daher wahrscheinlich terrestrischen Ursprungs. Zu den evaporitischen Phasen auf Chondritoberflächen zählen Magnesium- und Calciumkarbonate (darunter amorphes Magnesiumkarbonat) sowie Sulfate.
Petrologie mini|hochkant=1.6|Der NWA 3118 – ein kohliger Chondrit des Typs CV3
Die CV-Chondriten stellen eine komplexe Gruppe kohliger Chondriten dar und manifestieren eine beträchtliche Vielfalt – was ihre Mineralogie, Oxidationsstufe, Gefügeeigenschaften und Metamorphose anbelangt.