Das Keimen von Eisen: Ulmer Forschende filmen die „Geburt“ eines Kristalls

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Ulm haben in Echtzeit das Keimen einer Kristallstruktur beobachtet. Sie wurden Zeugen, wie sich Eisenatome unter dem Einfluss eines Elektronenstrahls zunächst ungeordnet zusammenschlossen, bevor sie sich zu einer regelmäßigen Gitterstruktur formierten. Für diesen Vorgang gab es bislang lediglich zwei sich widersprechende Theorien.

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Kollisionen im Sonnensystem: Bayreuther Forscher erklären die Entstehung von Stein-Eisen-Meteoriten

Pallasite sind Stein-Eisen-Meteoriten und bekannt für ihre ungewöhnlichen, optisch attraktiven Strukturen. Ihre Herkunft war bislang umstritten. Forschern am Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth ist es jetzt aber durch Hochdruck-Experimente gelungen, die Entstehung aller bekannten Pallasit-Arten zu simulieren und in die Geschichte des Sonnensystems einzuordnen. Dabei haben sie mit Wissenschaftlern der Technischen Universität München und der Royal Holloway University of London eng zusammengearbeitet. In der Zeitschrift „Earth and Planetary Science Letters” werden die neuen Erkenntnisse vorgestellt.

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Mitgefressener Mineralstaub hinterlässt charakteristische Abnutzungsspuren an Zähnen

Mitgefressener mineralischer Staub verursacht an den Zähnen pflanzenfressender Wirbeltiere teilweise deutliche Abnutzungsspuren, die sich je nach Art des Staubes erheblich voneinander unterscheiden können. Das haben Paläontologinnen und Paläontologen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) durch Untersuchungen an Meerschweinchen herausgefunden. Wie sie in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) berichten, könnten ihre Ergebnisse dazu führen, dass die Ernährungsweisen und damit die Lebensräume ausgestorbener Tiere genauer rekonstruiert werden.

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Der Marmorkuchen-Aufbau des Erdmantels

Das Basaltgestein entlang von mittelozeanischen Rücken (MORB = mid ocean ridge basalt), wie er z.B. zwischen Europa und Nordamerika vorkommt, besteht größtenteils aus verarmter Mantelschmelze („depleted“ MORB bzw. D-MORB). Darunter versteht man, dass die Gesteinsschmelze, aus der ein magmatisches Gestein (z.B. Basalt) durch Abkühlung und anschließender Kristallisation entsteht, ein geringeres relatives Verhältnis von inkompatiblen Elementen (z.B. Kalium (K), Zirkonium (Zr) oder Neodymium (Nd)) hatte. Dieses Verhältnis findet man auch in den Basalten wieder. Allerdings entdeckt man entlang dieser mittelozeanischen Plattengrenzen zunehmend Basalte, die diese Abreicherung nicht zeigen und somit angereichert („einriched“ MORB bzw. E-MORB) sind. Die Zusammensetzung dieser Gesteine gleichen hinsichtlich dem Verhältnis der inkompatiblen Elemente den Basalten aus intraplatten Vulkanen, wie z.B. des Mauna Kea auf Hawai. Den Wissenschaftlern des National High Magnetic Field Laboratory and Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science der Florida State University können nun an Hand der Verteilung z.B. des Germanium (Ge) zu Silizium (Si) Verhältnisses sagen, ob es sich bei der Quelle für die Anreicherung des E-MORBs um Gesteinsschmelzen einer ehemalige Kruste oder einer primitiver Mantelschmelzen handelt.

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Neue Formen von Feldspat entdeckt

In Hochdruckexperimenten hat ein Forschungsteam neue Formen des weit verbreiteten Minerals Feldspat entdeckt. Diese bisher unbekannten Varianten sind bei moderaten Temperaturen noch bei einem Druck stabil, wie er im oberen Erdmantel herrscht, wogegen normaler Feldspat dort nicht mehr existieren kann. Die Entdeckung könnte die Sicht auf kalte Subduktionsplatten (abtauchende Erdplatten) und die Interpretation seismischer Signale verändern, wie das Team um DESY-Wissenschaftlerin Anna Pakhomova und den akademischen Direktor des Bayerischen Geoinstituts, Leonid Dubrovinsky, im Fachblatt „Nature Communications“ berichtet.

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Winzige Kristalle verschließen Hohlräume und begrenzen die Aufnahme von Verunreinigungen im Gestein

Die nun von einem in Großbritannien ansässigen Wissenschaftlerteam veröffentlichten Forschungsergebnisse haben zum ersten Mal gezeigt, dass die Mobilität potenziell schädlicher Verunreinigungen in kristallinem Gestein über lange Zeiträume hinweg aufgrund des Vorhandenseins winziger Kristalle stark eingeschränkt sein kann. Dies bedeutet, dass sich die Verunreinigungen wahrscheinlich nur auf wasserführende Frakturen beschränken werden.

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Verspätete Ankunft: Wasser, Kohlenstoff und Stickstoff kamen nicht sofort auf die Erde

Unter Federführung der Universität zu Köln haben Geologen Hinweise dafür gefunden, dass ein Großteil der für die Entstehung von Ozeanen und dem Leben wichtigen Elemente wie Wasser, Kohlenstoff und Stickstoff dem Planeten Erde in seiner Geschichte erst sehr spät hinzugefügt wurden. Dies widerlegt die häufige Annahme, dass diese Elemente bereits zu Beginn des Wachstums der Erde vorhanden waren. Das meiste Wasser kam vielmehr erst auf die Erde, als diese sich schon fast komplett gebildet hatte. Das gemeinsam mit Kollegen aus Dänemark, England, Australien und Japan hervorgebrachte Ergebnis wurde unter dem Titel „Ruthenium isotope vestige of Earth’s pre-late veneer mantle preserved in Archean rocks“ in Nature veröffentlicht.

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Alte Meteoritenstätte gibt neue Hinweise auf die Vergangenheit des Mars

Die Marsatmosphäre – und die Frage, ob dort einst Leben möglich war – treibt die Wissenschaft schon seit langem an. Während die Existenz großer Gewässer auf dem frühen Mars unbestritten ist, ist bislang unklar, ob Leben dort möglich war. Unerforscht ist vor allem, welcher pH-Wert dort vorherrschte. Er ist ein wichtiger Parameter und beschreibt die Menge an Säuren und Basen in einer Lösung. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der University of St. Andrews in Schottland hat für eine aktuelle Studie Stickstoff-Isotopen-Messungen am Einschlagskrater Nördlinger Ries in Süddeutschland vorgenommen.

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Asteroid in eiserner Rüstung

Mineralogen aus Jena und Japan entdecken an Bodenproben des Asteroiden „Itokawa“ ein bislang unbekanntes Phänomen: Die Oberfläche des Himmelskörpers ist mit winzigen haarförmigen Kristallen aus Eisen überzogen. Wie diese entstanden sind und warum Asteroide ungewöhnlich arm an Schwefelverbindungen sein können, dafür liefert das Team eine Erklärung in der aktuellen Ausgabe von „Nature Communications“.

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