4  Chemsiche Zusammensetzung

Teil 1: Chemische Zusammensetzung der Meteorite (1 - 7)
Aus der chemischen Zusammensetzung der Meteorite lernen wir etwas über die Entstehung und Entwicklung der protoplanetaren Scheibe, aus der unser Planetensystem entstand. Die Zusammensetzung der Meteorite ist das Ergebnis der Zusammensetzung der Meteoriten-Mutterkörper-Bildungsbereiche, sowie anschließender Prozesse, die primär auf den Meteoriten-Mutterkörpern stattfanden. Meteorite werden unter anderem aufgrund ihrer Zusammensetzung klassifiziert, die damit Information über deren Bildungsbereiche enthalten. Lerne über die chemische Zusammensetzung der Meteorite, und was wir daraus über deren Bildung und Entwicklung lernen.
Lernziele
Erkläre die zentrale Bedeutung der CI-Chondrite für die Kosmo- aber auch Geochemie. Erinnere Dich, was ›kosmische Häufigkeit der Elemente‹ bedeutet, und beschreibe diese. Nenne die 10 häufigsten Elemente, deren relative Häufigkeiten, sowie kosmochemischen Charakter (-> muss bekannt sein). Illustriere in groben Zügen die Element-Zusammensetzungen in den verschiedenen Meteoriten-Gruppen. Setzte die Meteoriten-Zusammensetzungen in Bezug zu deren Bildung. Beschreibe die Volatil-Verarmung in Meteoriten, und nenne Gründe, wie diese entstand.

Teil 2: Chemische Fraktionierungstrends in Meteoriten, Erde, ISM und der Galaxie (8 - 11)
Die chemische Zusammensetzung der Meteorite, Erde, etc. sind von deren Anfangszusammensetzung, sowie den unterschiedlichen Prozessen deren Bildung und weiterer Evolution abhängig. Deren Zusammensetzungen wird dabei auf großem Maßstab – die ganze Erde, Meteorite allgemein, das ISM, etc. –, aber auch im kleinen Maßstab verändert, z.B. die Zusammensetzung einzelner Minerale. Lerne über die Zusammensetzung von Meteoriten, Erde, ISM und der Galaxie auf großem Maßstab. Informiere Dich über deren Fraktionierungstrends, und weshalb sich diese in der beobachteten Weise gebildet haben.
Lernziele
Erkläre weshalb Erde und Meteorite unterschiedliche Mg/Si- und Al/Si-Verhältnisse habe. Nenne Gründe für diese Unterschiede. Erkläre, weshalb die hochsiderophilen Elemente (HSE) im Erdmantel höher sind als erwartet. Argumentiere, weshalb die refraktären Elemente im ISM-Gas verarmt sind. Gib Belege, weshalb das Mg/Si-Verhältnis unserer Sonnensystems typisch ist. Erkläre, weshalb das Mg/Si-Verhältnis anderer Sterne ein Beleg ist für fraktionierte Kondensation (-> muss bekannt sein) in anderen und wohl auch der protoplanetaren Scheibe am Beginn unseres Sonnensystems. Beschreibe, wie sich die chemische Zusammensetzung unserer Galaxie als gesamtes entwickelt, und nenne Gründe dafür.

4.1 Die fundamentale Element-Korrelation Solare Photosphäre vs. CI Chondrite

Dieser wohl fundamentalste Plot zeigt, weshalb die Meteoritenforschung von zentraler Bedeutung ist. Meteorite, und speziell die CI Chondrite, haben weitgehend dieselbe Zusammensetzung wie die Sonne, außer für H, He und eine Reihe volatiler Elemente. Da die Sonne fast 99.9% der Gesamtmasse unseres Sonnensystems enthält, ist ihre Zusammensetzung sehr wahrscheinlich repräsentativ für das gesamte Sonnensystem. Weil CI Chondrite nun gleich zusammen gesetzt sind wie die Sonne, sollten auch diese eine für unser gesamtes Sonnensystem repräsentative Zusammensetzung haben. Daher können wir die Zusammensetzung des Sonnensystem sehr genau im Labor bestimmen in dem wir CI Chondrite untersuchen. CI Chondriten sind deshalb auch die Standard-Referenz um geochemische Prozesse zu studieren.

Welche Elemente haben unterschiedliche Konzentrationen in der Sonne und den CI Chondriten?

Volatil und/oder inerte Elemente: H, He, N, C, O, Edelgase.

Weshalb sind CI Chondrite von fundamentaler Bedeutung?

Sie haben die nahezu identische Zusammensetzung wie die Sonne. Da die Sonne mehr als 99.9% der Masse des Sonnensystems auf sich vereinigt, sollte die Zusammensetzung der Sonne repräsentativ für das Sonnensystem sein – und damit auch die CI Chondrite.

Li in Chondriten ist anders als in der Sonne weil …

✗… es in der Sonne produziert wird, und daher scheinbar in Meteoriten verarmt ist

✗… es in der Sonne verbraucht wird, und daher scheinbar in Meteoriten verarmt ist

✗… es in der Sonne produziert wird, und daher scheinbar in Meteoriten angereichert ist

✓… es in der Sonne verbraucht wird, und daher scheinbar in Meteoriten angereichert ist

CI Chondrite werden auch als Referenz in der Geochemie verwendet.

✓Wahr

✗Falsch

Die Zusammensetzung welches Teils der Sonne vergleichen wir genau mit CI Chondriten?

✗Die Chromosphäre

✓Die Photosphäre

✗Die Protuberanzen

✗Die Korona

4.2 Häufigkeit der Elemente in CI Chondriten

Das häufigste Element ist O. Danach folgen die 3 etwa gleich häufigen Elemente Mg, Si und Fe, gefolgt von S. Eine Größenordnung darunter liegen Al, Ca und Ni. Darum sind auch CAIs selten. Etwas weniger häufig als diese sind Na, Cr und Mn. All diese Elemente korrespondieren mit den den häufigen Silikaten, Metall, Sulfid und eben den CAI-Mineralen. 6 Größenordnungen unter den Hauptelementen Mg, Si und Fe liegen die REE, die deshalb auch in ppm angegeben sind.

Nenne die 10 häufigsten Elemente in CI Chondriten.

O, Mg, Si, Fe, S. Etwa eine Größenordnung unter Mg/Si/Fe: Al, Ca, Ni. Danach z.B. Na, Cr, N. Seltener genannt, jedoch nur etwas seltener als S ist H.

Nenne 5 Elemente, die in etwa 2 Größenordnungen seltener sind als Mg/Si/Fe.

P, Cl, K, Ti, Mn, Co, Zn, Cu.

Weshalb zeigt die CI Zusammensetzung ein Zick-Zack Muster?

✗Aufgrund der Normierung auf Mg und CV Chondrite.

✓Da Elemente mit gerader Ordnungszahl stabiler sind.

✗Die Unterschied fallen nur aufgrund der log-Skalierung auf.

✗Da nur Elemente mit ungeraden Neutronenzahlen dargestellt sind

Ca. wie viel seltener als Mg/Si/Fe sind die Seltenen Erden?

✓Etwa 6 Größenordnungen

✓Etwa 10(-6)

✗Etwa 10(-6) Größenordnungen

✗Etwa 10(6) Größenordnungen

Weshalb gibt es nur max. ca. 3-4 vol% CAIs in Chondriten?

✗Da sie nur bei sehr hohen Temperaturen kondensieren.

✓Da Ca,Al etwa eine Größenordnung seltener sind als Mg/Si/Fe.

✗Da Ca,Al etwa zwei Größenordnungen seltener sind als Mg/Si/Fe.

✗Da Ca,Al etwa gleich häufig sind wie Mg/Si/Fe, aber sehr viel Ca,Al in der Chondren-Mesostasis steckt.

4.3 Mittlere Element-Zusammensetzung der verschiedenen Chondrit-Gruppen

Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zwischen den Chondrit-Gruppen ist der Gesamt-Zusammensetzung. Ein kompletter Satz von Gesamt-Zusammensetzungen aller Chondrit-Gruppen ist enorm hilfreich.

Weshalb werden alle Element-Konzentrationen in der Tabelle ›Mittlere Element-Zusammensetzung der verschiedenen Chondrit-Gruppen‹ in derselben Hilfsmaßeinheit angegeben?

Element-Konzentrationen werden häufig normalisiert dargestellt. Dazu werden Werte durcheinander geteilt. Werden Konzentrationen, die in unterschiedlichen Hilfsmaßeinheiten (also %, ppm, mg/g, etc) angegeben sind durcheinander geteilt, können diese nicht mehr direkt miteinander verglichen werden. Daher sind in der Tabelle alle in derselben Hilfsmaßeinheit dargestellt. Überhaupt ist es so problemlos möglich mathematische Operationen mit den verschiedenen Konzentrationen auszuführen, z.B. Addition (bei Analyse-Summen) oder Multiplikation (für Modale Rekombination).

In welcher Hilfsmaßeinheit sind die Element-Konzentrationen in der Tabelle ›Mittlere Element-Zusammensetzung der verschiedenen Chondrit-Gruppen‹ angegeben?

✗In Gew% (wt%)

✓In µg/g

✓In Gew-ppm (wt-ppm)

✗In Gew-ppm% (wt-ppm%)

In der Tabelle ›Mittlere Element-Zusammensetzung der verschiedenen Chondrit-Gruppen‹ könnte jegliche Hilsmaßeinheit für die Konzentration genutzt werden, Hauptsache es ist immer dieselbe.

✓Wahr

✗Falsch

4.4 Eisen-Meteorit Abkühlraten aus Insel-Breiten

Es existieren unterschiedliche Methoden um die Abkühlrate von Eisen-Meteoriten zu bestimmen. Bei einer Methode wird die Mikro-Struktur von Taenit (Ni-reiches Metall) angeschaut. Dieser Taenit entmischt auf µm-Ebene in unterschiedliche, Ni-reiche Metalle. Dabei entsteht eine wolkige Struktur mit Inseln im der Mitte einer Waben-Struktur. Die Größe dieser Inseln korreliert negativ mit der Abkühlrate, d.h. kleinere Inseln entstehen bei hohen Abkühlraten, und größere Inseln bei langsamen Abkühlraten. Diese Methode kann auch auf andere Meteoriten-Gruppen angewendet werden die Metall enthalten.

Was können wir aus Eisen-Meteoriten Abkühlraten lernen?

Wir können etwas über die Entwicklung der Mutter-Körper lernen, z.B. deren Größe und Abkühlzeit.

Was ist der ungefähre Bereich der Eisen-Meteorit Abkühlraten, wenn dieser aus ›island width‹ Mikrostrukturen bestimmt wird?

0.5 bis 500 K/Ma.

In Eisen-Meteoriten können anhand von ›island width‹ Strukturen Abkühlraten bestimmt werden. Was ist der ungefähre Größenbereich dieser Strukturen?

✓10-500 nm

✗10-500 µm

✗10-500 mm

Die Größe der ›island width‹ Mikrostrukturen können nur verwendet werden um die Abkühlraten von Eisen-Meteoriten zu bestimmen.

✗Wahr

✓Falsch

4.5 Klassifikation und Vergleich der Gesamtzusammensetzung der Chondrite

Chondrit-Gesamtzusammensetzungen sind ein Merkmal um Chondrite zu klassifizieren. Die Gesamtzusammensetzungen erlauben außerdem Rückschlüsse darauf, wie die Reservoire, in denen die Chondrite entstanden, zusammen gesetzt waren und welche Prozesse darin abgelaufen sind.

Welche Chondrit-Klasse, bzw. -Gruppe hat die höchsten Mg/Si-Verhältnisse?

Klasse: Enstatit-Chondrite; Gruppe: EH. R haben ebenso sehr hohe Mg/Si-Verhältnisse. Alle genannten haben in etwa 1.3-1.4 mal CI chondritische Mg/Si Verhältnisse.

Sind die refraktären Elemente eher verarmt oder angereicht in den Chondriten und relativ zu CI?

In den kohligen Chondriten sind die refraktären Elemente wie Ca und Al in der Regel angereichert zwischen etwa 1.1 und 1.4 mal CI chondritsch. In allen anderen – also OC, EC, R und K – sind die refraktären meist leicht (ca. 0.9 mal CI chondritisch) verarmt.

Um die Zusammensetzung der Gesamt-Chondrite zu vergleichen ist es sinnvoll deren Konzentrationen wie folgt zu normieren:

✗Auf CI und Mg

✓Auf CI und irgendein Element

✗Auf CI

✗Auf Mg

✗Auf irgendein Element

Ca,Al sind in Chondriten mit vielen CAIs angereicht.

✓Wahr

✗Falsch

Gesamt-Chondrit Mg/Si Verhältnisse sind in etwa CI chondritisch in folgenden Chondrit-Klassen

✓CC

✗OC

✗EC

✓K

✗R

4.6 Volatil-Verarmung in Kohligen Chondriten

Kohlige Chondrite sind zu unterschiedlichen Graden monoton an volatilen Elementen verarmt. Dieser monotone Trend stoppt jedoch bei den hoch-volatilen Elementen und wird flach. Die monotone Verarmung kann möglicherweise durch unvollständige Kondensation erklärt werden, und die flachen hoch-volatilen Elemente durch Zumischung von CI Material.

Beschreibe die Muster der Volatil-Verarmungstrends in den kohligen Chondriten.

Die volatilen Elemente sind monoton verarmt. Die höher volatile Elemente haben flache, plateau ähnliche Muster, d.h., diese sind zu gleichen Teilen relativ zu CI verarmt.

Wie können die Muster der Volatil-Verarmung in den kohligen Chondriten erklärt werden?

Entweder durch unvollständige Kondensation oder Evaporation von einem ursprünglich CI chondritischem Reservoir, und späterer Zumischung von etwas CI-ähnlichem Material.

Die 50% Kondensationstemperatur der volatilen Element ist in etwa gleich.

✗Wahr

✓Falsch

Die volatilen Elemente sind in allen kohligen Chondriten in etwa gleich verarmt.

✗Wahr

✓Falsch

CI Material wurde später zu wahrscheinlich einigen kohligen Chondriten hinzu gefügt.

✓Wahr

✗Falsch

4.7 Das Urey-Craig Diagramm

Die verschiedenen Chondrit-Gruppen sind zu variablen Graden oxidiert, bzw. reduziert, und repräsentieren damit unterschiedliche O-Fugazitäten in ihren jeweiligen Bildungsregionen. Änderungen entlang der x-Achse stellen diese unterschiedlichen O-Fugazitäten dar, während entlang der y-Achse unterschiedliche Metall-Gehalte dargestellt sind. Enstatit-Chondrite sind am stärksten reduziert, während CM und CI Chondrite am meisten oxidiert sind, und außerdem Metall-arm. Insgesamt sind die kohligen Chondrite eher reduziert und Metall-arm. In den gewöhnlichen Chondriten sind die Metall-Gehalte und der Fe-Gehalt in Silikaten anti-korreliert, d.h., die Silikate in LL-Chondriten enthalten das meiste Fe, obwohl die LL-Chondrite die geringsten Gesamt Fe-Konzentrationen haben – und umgekehrt in H-Chondriten.

4.8 Kosmochemischer Fraktionierungstrend und Terrestrisches Feld

Eine auffallende Kombination zweier Trends gibt es im Diagramm Al/Si vs. Mg/Si. Terrestrische Gesteine fallen größtenteils entlang eines Trends mit negativer Steigung. Dieser erklärt sich durch fraktionierte Kristallisation: Schmelzen sind reicher an Si und Al, und liegen damit bei geringen Mg/Si und hohen Al/Si Verhältnissen, während restitische Gesteine bei komplementären Element-Verhältnissen liegen. Diese negative Korrelation wird als ›terrestrisches Array‹ bezeichnet. Die Gesamtzusammensetzung von Chondriten fällt dagegen auf eine positive Korrelation, d.h. Mg und Al steigen/fallen gemeinsam ab/an. Diese Korrelation wird ›kosmochemischer Fraktionierungstrend‹ gennant. Die CI Chondrite und die Sonne liegen nahe beieinander und auf dem kosmochemischen Fraktionierungstrend. Die Gesamt-Erde (bulk silicate Earth – BSE) fällt interessanterweise fast genau auf dem Schnittpunkt von terrestrischem Array und kosmochemischen Fraktionierungstrend. Allerdings ist BSE relativ zur Sonne an Si verarmt. Das wird manchmal mit einem signifikanten Anteil von Si (bis zu mehreren Gew%) im Erdkern erklärt. Kohlige Chondrite (CC) haben gleiche Mg/Si Verhältnisse, variieren jedoch in Al/Si. Vermutlich aufgrund variabler Mengen Ca,Al-reicher Einschlüsse, die erst später den CC zugemischt wurden. Generell scheint der kosmochemische Fraktionierungstrend variable Si-Konzentrationen in den verschiedenen planetaren Körpern anzuzeigen, auch wenn der Grund für diese Variationen bislang noch unklar ist.

Nenne die ungefähren Werte und Intervalle der Mg/Si und Al/Si Massen-Verhältnisse der verschiedenen Reservoire, Gesteine und Meteorite auf dem kosmochemischen Fraktionierungstrend, sowie dem terrestrischen Array.

Immer: Mg/Si, Al/Si. Sonne: 0.91, 0.09; BSE: 1.09, 0.11; Spinel-Peridotite: 1.1 bis 1.4, 0.02 bis 0.1 Differenzierte Gesteine: 0 bis 0.2; 0.2 bis 0.45; Chondrite: 0.55 bis 0.9, 0.45 bis 0.1.

Wie werden die verschiedenen Mg/Si Verhältnisse von BSE und Sonne derzeit erklärt?

Die BSE hat höhere Mg/Si Verhältnisse als die Sonne, d.h., die BSE ist an Si relativ zur Sonne verarmt. Die derzeit populärste Erklärung dafür sind einige Gew% Si im Erdkern, d.h., die Erde hatte ursprünglich wahrscheinlich dasselbe Mg/Si Verhältnis wie die Sonne, jedoch wurde während die Erde differenzierte ein signifikanter Anteil Si in den Erdkern eingebaut.

Die variablen Al/Si Massen-Verhältnisse der Gesamt CC werden erklärt durch …

✗… den Entzug von Forsterit

✗… die Zugabe von Forsterit

✗… Entzug von CAIs

✓… Zugabe von CAIs

Die BSE hat … Mg/Si und Al/Si Massen-Verhältnisse als die Sonne.

✓höhere

✗in etwa gleiche

✗niedrigere

Das Mg-Si Verhältnis nimmt in folgender Sequenz ab:

✗EC – OC – CC

✗CC – EC – OC

✗EC – CC – OC

✗OC – CC – EC

✓CC – OC – EC

✗OC – EC – CC

4.9 Gesamtzusammensetzung und Verarmung der Gesamt-Silikaterde

Die Gesamt-Silikaterde (BSE – bulk silicate Earth) bezeichnet die Zusammensetzung der Erde ohne den metallischen Erdkern. Lithophil refraktäre Elemente bis ca. Mg haben in etwa CI chondritische, Konzentrationen. Elemente mit geringeren T50% Kondensationstemperaturen als Mg sind in der BSE zunehmend verarmt. Siderophil refraktäre, sowie Haupt-Elemente sind gegenüber CI (und Mg) verarmt. Der Grad der Verarmung hängt vom Verteilungskoeffizienten der Elemente zwischen Kern und Mantel, d.h. zwischen Metall und Silikat ab. Diese Verteilung hängt wiederum von Druck, O-Fugazität und unterschiedlichen Valens-Zuständen manche Elemente ab – die ihrerseits natürlich auch von den Umgebungsbedingungen wie Druck oder O-Fugazität abhängen. Alle hoch-siderophilen Elemente (HSE) werden ausschließlich im Kern erwartet, d.h. deren normalisierten Häufigkeiten sollen praktisch 0 sein. Das ist nicht der Fall, und auch wenn die normalisierten Häufigkeiten der HSE in der BSE sehr gering sind, können diese nicht nach der Kern-Mantel Differentiation dort verblieben sein. Es wird daher gerne vorgeschlagen, dass ein später, großer Meteoriten-Einschlag (genannt ›late veneer‹) mit CI-Zusammensetzung im Mantel aufgelöst wurde. Die mitgelieferten HSE im Meteoriten haben dabei den Mantel an HSE angereichert. Der Verarmungstrend der volatilen Elemente ist generell unabhängig vom litho-/sidero-/chalco-/atmophilen Charakter eines Elements. Das kann durch eine generelle Volatil-Verarmung im Reservoir erklärt werden, aus dem die Erde entstand. Allerdings weichen einzelnen Elemente (z.B. Pb) oder Element-Gruppen (z.B. S/Se/Te) vom generelle Trend der Volatil-Verarmung ab. Diese Abweichung sind bis heute nicht ganz verstanden, aber wahrscheinlich auch das Ergebnis der Umgebungsbedingungen, bzw. Elementzustände wie Druck, O-Fugazität oder Valenz.

Erkläre was mit dem ›late veneer‹ Ereignis gemeint ist.

Die hoch-sideorphilen Elemente sind in der BSE weniger verarmt, als man von deren Verteilungs-Koeffizienten erwarten sollte. Diese sagen voraus, dass die HSE praktisch vollständig im Erdkern konzentriert sein sollten. Es wird daher vorgeschlagen, dass ein großer Asteroid die Erde getroffen hat nachdem diese in Kern und Mantel differenzierte. Dieser Asteroid enthielt solare siderophile Element-Konzentrationen, die im Erdmantel verteilt wurden und dabei die Element-Konzentrationen im Erdmantel erhöhte. Diese späte Asteroiden-Kollision und deren Konsequenzen werden das ›late veneer‹ Ereignis genannt.

Wie kann der monotone Volatil-Verarmungstrend der BSE erklärt werden?

Die Erde bildete sich wahrscheinlich aus Material, das sich in einem Reservoir mit höherer Umgebungs-Temperatur gebildet hat. In diesem Fall verbleiben die volatilen Elemente zum Teil in der Gasphase – abhängig von deren 50% Kondensations-Temperaturen. Das bedeutet, in der Region in der sich die Bausteine der Erde gebildet haben war die Gas-Phase sehr wahrscheinlich an volatilen Elementen angereichert.

Element mit unterschiedlichem kosmochemischen Charakter sind in der BSE zu charakteristischen Graden verarmt.

✓Wahr

✗Falsch

Ab etwa welcher Temperatur beginnt der monotone Verarmungstrend der BSE.

✗Nach den refraktären Elementen

✓Etwa in der Mitte der Haupt-Elemente

✗Nach den Haupt-Elementen

✗Kurz nach den volatilen Elementen

Einige Elemente weichen von monotonen Verarmungstrend der BSE ab.

✓Wahr

✗Falsch

4.10 Elementzusammensetzung des ISM Gas

Das ISM Gas is angereichert an volatilen und verarmt an refraktären Elementen. Die refraktären Elementen befinden sich wahrscheinlich in auskondensierten Körnern. Dieser Prozess kann die Volatil-armen und Refraktär-reichen Element-Konzentrationen der Chondrite, aber auch der Chondren erklären, welches eine Hoch-Temperatur Komponente in Meteoriten ist.

Was können wir aus dem Element-Muster des ISM lernen?

Die Gasphase des ISM ist reich an volatile Elementen und verarmt an refraktären Elementen. Das liegt vermutlich an einer unvollständigen Element-Kondensation. Unvollständige Kondensation scheint daher eine sinnvolle Erklärung für die Volatil-Verarmungsmuster der Gesamt-Chondrite zu sein.

Wie unterscheiden sich die Kondensationsmuster für die litho-/sidero-/chalko-/atmo-philen Elemente?

Gar nicht. Gerade deren Ähnlichkeit ist ein starkes Argument für unvollständige Kondensation. Ansonsten könnte auch fraktionierte Kondensation bestimmter Mineralphasen etwaige Verarmungsmuster erklären.

Gesamt-Chondrite haben …

✗… dasselbe Element-Muster wie das ISM.

✓… das komplementäre Element-Muster wie das ISM.

Die Festphasen des ISM sind reich an …

✓… refraktären Elementen

✗… volatilen Elementen

Refraktäre lithophile Elemente sind im ISM Gas stärker verarmt als refraktäre siderophile Elemente.

✗Wahr

✓Falsch

4.11 Mg-Si Verhältnis von Sternen in der Umgebung

Mg und Si sind zwei Haupt-Elemente unseres Sonnensystems. Die Mg/Si-Verhältnisse von Sternen in der Umgebung unseres Sonnensystems sind sehr ähnlich dem der Sonne, das etwa 1.05 beträgt (Atom-Verhältnis). Komponenten wie Chondren, die in der protoplanetaren Scheibe entstanden, sollten daher nur Olivin und Pyroxen enthalten. Wenn diese Minerale außerdem etwas Fe enthalten, sollte das Olivin/Pyroxen Verhältnis weiter steigen. Kein SiO2 ist zu erwarten. Das beobachtete SiO2 in Chondren muss daher das Ergebnis eines Fraktionierungsprozesses sein. In anderen protoplanetaren Scheiben wurde nun auch SiO2 beobachtet. Da deren Mg/Si Verhältnis ähnlich wie das unseres Sonnensystems ist, kann die analoge Argumentation verwendet werden, d.h. dieses beobachtete SiO2 muss das Ergebnis eines Fraktionierungsprozesses sein. Damit scheinen die ersten Festphasen in protoplanetaren Scheiben – inklusive unserer – unter denselben dieselben Prozesse entstanden zu sein.

Welche Mg/Si Verhältnisse haben Sterne in der Umgebung der Sonne?

Die meisten Sterne haben Mg/Sie Verhältnisse zwischen etwa 0.8 und 1.2, recht ähnlich wie unsere Sonnensystem.

Chondren enthalten teils SiO2-Phasen (Quarz, Tridzmit, Cristobalit). Ebenso werden SiO2-Phasen in protoplanetaren Scheiben um andere Sterne beobachtet. Was lässt sich daraus für die Frühphase unseres Sonnensystems ableiten, aber auch über protoplanetare Scheiben um andere Sterne?

Die meisten Sterne haben Mg/Sie Verhältnisse zwischen etwa 0.8 und 1.2, recht ähnlich wie unsere Sonnensystem.

Die Metallizität eines Sterns ist …

✗… ein Indikator für seine Größe.

✓… ein Indikator für sein Alter.

✗… ein Indikator für seine Helligkeit.

✗… ein Maß für das log(Mg/H) Verhältnis des Sterns relativ zum log(Mg/H) der Sonne

✓… ein Maß für das log(Fe/H) Verhältnis des Sterns relativ zum log(Fe/H) der Sonne

✗… ein Maß für das log(Si/H) Verhältnis des Sterns relativ zum log(Si/H) der Sonne

Was ist das atomare Mg/Si Verhältnis unseres Sonnensystems?

✗1.5

✓1.05

✗0.5

✗2

✗0.05

SiO2-reiche Phasen in protoplanetaren Scheiben bilden sich durch …

✗… Gleichgewichts-Kondensation

✓… fraktionierte Kondensation

✗… thermische Kondensation