Mighei (Meteorit)

Mighei ist ein Meteorit, der am 18. Juni 1889 in der Nähe von Perwomajsk in der Oblast Mykolajiw der Ukraine zu Boden ging. Seine Gesamtmasse betrug zirka 8 Kilogramm. Er zerfiel jedoch kurz nach dem Niedergang in mehrere Einzelstücke, die jetzt über viele Meteoritensammlungen weltweit verteilt sind.

Klassifizierung Der Mighei-Meteorit ist Namensgeber (Typusexemplar) für die kohlenstoffhaltigen (kohligen) Chondriten der Mighei-Gruppe (CM-Chondriten).

Hergang Der Meteoritenfall ereignete sich am 18. Juni 1889 abends um 20:22 Uhr. Nächstgelegene Ortschaft war Myhija 3,5 Kilometer weiter südsüdwestlich, in die Stadt Perwomajsk im Südwesten waren es rund 10 Kilometer. Die Koordinaten des Niedergangs sind 48° 4’ N und 30° 58’ O. Augenzeugen hatten das Schauspiel beobachtet und kommentierten den Boliden und seine außergewöhnlichen sonorischen Effekte während der Flugphase. Nach dem Fall konnte ein einzelnes, etwa 8 Kilogramm schweres Meteoritenstück gefunden werden. Nur wenig später zerbrach der Fund jedoch in mehrere Stücke, die wie bereits erwähnt mittlerweile über mehrere Meteoritensammlungen verstreut sind – unter anderem in Chicago, Kiew, London, Moskau, New York City, Odessa, Sankt Petersburg und anderweitig.

Beschreibung Das ursprüngliche Einzelstück war ein unregelmäßiger, in etwa kegelförmiger Polyeder. Die gesamte Außenseite war von einer dünnen, mattschwarzen Schmelzkruste überzogen. Im Aufbruch zeigt der Meteorit aufgrund seines recht hohen Kohlenstoffgehaltes ebenfalls eine dunkle Farbe. Wie auch andere kohlige Chondriten ist der Mighei-Meteorit spröde und nur lose gepackt, so dass er allein durch Fingerdruck bereits abgerieben werden kann.

Einführung Die kohligen Chondrite der Mighei-Gruppe sind alle auf ihrem Ausgangsasteroiden in unterschiedlichen Ausmaßen durch Wasser-Gesteins-Reaktionen verändert worden – der Mighei-Meteorit als CM2.3 sogar recht deutlich (CM2.0 sind extrem umgewandelt, CM2.9 nur sehr wenig). Die wässrigen (hydrothermalen) Prozesse haben dabei einen Großteil der ursprünglichen Mineralogie des Meteoriten zerstört. Der Grad der Umwandlung ist sehr heterogen – sowohl im makroskopischen als auch im Nanobereich. So konnten im Mighei-Meteorit rekristallisierte Chondren und petrographisch inhomogene Bereiche festgestellt werden.

Physikalische Parameter Die Dichte des Mighei-Meteoriten beträgt 2,70 g/cm³.

Mineralogie Im Mighei-Meteorit werden über 30 verschiedene Minerale angetroffen: Aragonit, Barringerit, Brucit, Calcit, Chloritgruppe, Chromit, Chrysotil, Cronstedtit, Daubréelith, Diamant, Diopsid, Eisen (Varietät Kamacit), Enstatit, Epsomit, Goethit, Gips, Graphit, Hibonit, Isocubanit, Lizardit, Magnetit, Olivin (Forsterit), Pentlandit, Perowskit, Pigeonit, Pyrrhotit, Schreibersit, Serpentingruppe, Schwefel, Sphalerit, Spinell, Taenit, Tochilinit und Troilit.

Neben den genannten Mineralen enthält der Mighei-Meteorit auch noch zahlreiche organische Verbindungen.

Petrologie Wie auch die anderen CM-Chondrite zeichnet sich Mighei durch kleine, durchschnittlich 0,08 bis 0,5 Millimeter messende Chondren und auch kleine refraktäre Einschlüsse aus, hohe feinkörnige Matrixgehalte von rund 70 % und auch hohe Gehalte an hydrierten Mineralen. Ein weiteres Charakteristikum sind nickelführende Sulfide.

Ein Großteil des Meteoriten wird von schwarzer, feinkörniger Grundmasse eingenommen, welche aus einer Verwachsung von eisenreichem Serpentin mit Tochilinit aufgebaut wird – das Ganze vermischt mit kohlenstoffreicher Materie. Neben der Grundmasse treten olivinreiche Chondren, refraktäre Einschlüsse, Olivinaggregate sowie Karbonate und Sulfide auf.

Grundmasse Zur Entstehung der Grundmasse bestehen zwei Theorien. Entweder stellt sie ein niedertemperiertes Kondensationsprodukt des Sonnennebels dar oder sie resultierte aus der hydrothermalen Veränderung zuvor akkretierter Materie. Ihre Charakterisierung ist schwierig wegen der geringen Korngröße (oft unterhalb von 1 μm, bis hinab zu 0,1 μm), ihres spröden und zerbrochenen Aufbaus und wegen der komplexen Mineralogie und Gefüges ihrer vorherrschenden Phyllosilikate, die sich durch eine oft intime Vermischung auszeichnen. Die Grundmassenkörner zeigen eine bedeutende Formenvielfalt – gebogene und abgerundete Körner, dünne, diskusartige Körner aus Serpentin sowie planare Lattenstrukturen. Von Bedeutung sind auch lagig aufgebaute Minerale mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,4 μm. Hierunter finden sich geordneter und ungeordneter, planarer Serpentin (Lizardit), planar-aufgerollter Serpentin (Lizardit und Chrysotil), Povlen-Chrysotil, Brucit sowie Verwachsungen von Serpentin- und Brucitlagen.

Ein Großteil der Matrixminerale ist jedoch auf Alterationsvorgänge zurückzuführen – erkennbar an der Alteration von Einschlüssen. Wässrig umgewandelt wurden primär vorhandenes Olivin, Pyroxen, Sulfide und Metall. Insgesamt scheint der Matrixanteil mit dem Umwandlungsgrad korreliert zu sein. Dass die Umwandlung progressiv erfolgt war, wird durch die Mikrogefüge der PCPs veranschaulicht.

Refraktäre Einschlüsse Refraktäre Einschlüsse kommen im Mighei-Meteorit recht häufig vor. Am verbreitetsten sind spinellreiche Einschlüsse, die von Pyroxen ummantelt werden und eine Bandbreite von Struktur- und Gefügetypen zur Schau stellen. Einige Einschlüsse sind einfache Kristallaggregate oder umrandete Kristalle, die von losen Clustern aus Spinellkörnern bis hin zu ausgedehnten Ketten verknoteter und pyroxenumrahmter Spinelle reichen. Andere wiederum sind wesentlich kompakter und unterlagen womöglich einer Rekristallisation oder einem Aufschmelzen. Hierzu gehören knotige Spinelleinschlüsse, deren Spinelle im Inneren aus einem polygonalen bis körnigen Gefüge aufgebaut werden. Die Knotenränder bilden Pyroxene und Spinellbänder (manchmal mit Hibonit und/oder Perowskit), die ihrerseits von Pyroxenen und refraktären Sphären umringt werden.

Einiges seltener sind komplex aufgebaute Aggregate, die recht unterschiedliche Gefüge aufweisen können. Insgesamt betrachtet sind die Einschlüsse im Mighei-Meteoriten denen im Murchison-Meteoriten recht ähnlich, erwecken aber einen stärker alterierten Eindruck.

Die unterschiedlichen Einschlusstypen im Mighei-Meteorit sprechen für eine Vielfalt von Entstehungsgeschichten. Wie Gefüge nahelegen haben die knotigen und die gebänderten Einschlüsse womöglich eine Rekristallisation im festen Zustand durchlebt – im Gegensatz zu den porösen und den kettenartigen Varietäten. Die komplexen Aggregate entgingen ebenfalls einer Rekristallisation. Wie Magnesiumisotopenzusammensetzungen und Spurenelementhäufigkeiten nahelegen, sind die Einschlüsse auch keine Evaporationsrückstände. Vielmehr dürften sie die Ergebnisse von nicht nur einem, sondern mehreren Kondensationsprozessen darstellen.

Mafische Silikate Die wasserfreien mafischen Silikate machen in ihrem Volumenanteil rund 20 % aus.

Olivin tritt in zwei unterschiedlichen Formen auf. Die eine besteht aus nahezu reinem Forsterit (Fo99) in den Chondren – die andere, etwas eisenreichere (Fo82), befindet sich als Einzelkörner in der Matrix. Letztere bilden 6 bis 35 μm (Mikrometer) große Klasten, die ihrerseits von 1 bis 2 μm dicken Rändern aus noch eisenreicherem Forsterit (Fo68) umrahmt werden. Der nahezu reine Forsterit nimmt durchschnittlich 9,5 Volumenprozent ein, die etwas eisenreicheren Formen insgesamt 3,7 Volumenprozent.

Orthopyroxen (Enstatit) ist mit durchschnittlich 6,9 Volumenprozent vertreten.

Mafische Silikate erscheinen generell mit 2 bis 15 Volumenprozent als Phänokristalle in Chondren, werden aber von Alterationserscheinungen betroffen.

Phyllosilikate Phyllosilikate finden sich sowohl in der Mesostasis der Chondren als auch sehr ausgiebig in der Grundmasse. Ihr Gesamtvolumen beträgt zwischen 73 und 75 Volumenprozent.

Magnesiumreicher Serpentin Mg-Serpentin ist als zweithäufigste Phase im Mighei-Meteorit mit 26,7 Volumenprozent anwesend.

Cronstedtit Eisenreicher Cronstedtit ist mit durchschnittlich 47,9 Volumenprozent die am häufigsten vorkommende Phase im Mighei-Meteorit.

Metallisches Eisen-Nickel Metallisches Eisen-Nickel ist mit einem recht niedrigen Gehalt von 0,03 bis 0,30 Volumenprozent zugegen. Es erscheint sowohl in Chondren als auch in der Matrix, wobei der Aufenthalt in Chondren eindeutig bevorzugt ist.

Magnetit Magnetit ist durchschnittlich mit 2,3 Volumenprozent vertreten.

PCPs PCPs (engl. poorly characterized phases, abgekürzt PCP) sind unscharf umrissene Phasen, die vorwiegend in der Matrix auftreten. Genauer handelt es sich um verklumpte Verwachsungen von Serpentin und Tochilinit, zu denen sich Pentlandit und nickelhaltiger Pyrrhotit gesellen. Die großen PCP-Klumpen machen etwa 15 bis 40 Volumenprozent aus.

PCPs manifestieren sehr ungewöhnliche Strukturen mit gebogenen, eingerollten und welligen Lagen. Sie ähneln somit Mineralen der Serpentingruppe. Vorhanden sind ferner geordnete, aber auch unregelmäßige, kohärente Verwachsungen mit Schichtsilikaten. Diese sind am häufigsten unter den Fe-Ni-S-O-Mineralen und überall in der Matrix anzutreffen. PNPs sind folglich aufgrund ihrer genetischen Verwandtschaft zu Phyllosilikaten eine Phase von großer Bedeutung in CM2-Chondriten.

Die PCPs können in zwei Haupttypen unterteilt werden. Der Typ-I tritt in Chondren und Aggregaten auf und besteht vorwiegend aus einer Fe-Ni-S-O-Phase. Der Typ II ist jedoch auf die Matrix beschränkt und besteht ebenfalls aus der Fe-Ni-S-O-Phase, zu der sich jedoch noch Cronstedtit in unterschiedlichen Anteilen gesellt. Die Mikrogefüge der PCPs deuten darauf hin, dass sie einem dreistufigen Alterationsprozess ausgesetzt waren.

Als CM2.3-Chondrit ist der Mighei-Meteorit noch nicht allzu sehr angegriffen worden (im Gegensatz zu den Subtypen CM2.2 bis CM2.0). Seine Grundmasse enthält als deutliche PCP-Körner noch ausreichend die Phase Fe-Ni-S-O und auch Cronstedtit – welche beide zusammen einen Großteil des Eisens in der Grundmasse stellen. In den stärker veränderten CM-Subtypen wurde die Fe-Ni-S-O-Phase höchstwahrscheinlich gänzlich verzehrt – unter Bildung von Cronstedtit, Magnetit und Sulfiden. Bei noch stärkerer Umwandlung ging der Cronstedtit schließlich eine Reaktion mit Serpentin ein und es bildete sich eisenreicher Serpentin. Somit wurde die Grundmasse im fortschreitenden Alterationsprozess zusehends an Magnesium angereichert und die PCPs wurden mehr und mehr degradiert und mit magnesiumreichen Phyllosilikaten vermischt. So sind dann in den Subtypen CM2.1 und CM2.0 PCPs so gut wie nicht mehr vorhanden und auch ihr Eisengehalt ist reduziert. Außerdem treten in diesen beiden Subtypen erstmals komplexe Karbonate auf.

Sulfide Insgesamt machen Sulfide im Durchschnitt nur 0,34 bis maximal 1,9 Volumenprozent aus. Als vorherrschende Sulfiminerale sind vor allem Pyrrhotit und Pentlandit anzuführen. Es erscheinen auch Intermediärformen, mit einem atomaren Verhältnis Ni/(Fe+Ni) von 0,1 bis 0,4. Pyrrhotit im Mighei-Meteorit weist ein Ni/(Fe+Ni)-Verhältnis von 0,0 bis 0,05 auf, Pentlandit hingegen 0,45 bis 0,55.

Karbonate Karbonate werden durch Calciumkarbonate repräsentiert (Calcit, Aragonit). Calcit weist durchschnittlich 1,2 Volumenprozent auf.

Organische Verbindungen Die organischen Verbindungen im Mighei-Meteorit können zwischen 4,0 und 4,72 Volumenprozent erreichen und sind abiologischen Ursprungs. Sie finden sich fein verteilt zwischen den Chondren, aber auch in den Chondren und in Mineralkörnern. Es handelt sich hierbei im Wesentlichen um Polymerisate. Unter den Polymeren treten gasförmige, gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe auf. Extrahierbar sind aliphatische (Alkane) und aromatische Kohlenwasserstoffe, Fettsäuren, Aminosäuren und andere. Am häufigsten unter den Alkanen ist Methan gefolgt von Äthan, Propan, Isopentan, Äthylen, n-Butan und anderen. Die analysierten Alkane können sich über C15 bis hin zu C26 erstrecken.

Aminosäuren