Fakultätsbericht 2016-2017

Lehrstuhl für Analytische Mineralogie der Mikro- und Nanostrukturen Prof. Dr. Falko Langenhorst Forschungsschwerpunkte Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit dem Ursprung des Sonnensystems und den Prozessen, die von innen und außen bis heute auf die Erde wirken. Natürliche Untersuchungsobjekte sind Meteorite, Ge- steine aus Impaktkratern und dem tiefen Erdinneren, sowie kosmische Staubkörner, die durch Raum- missionen auf die Erde zurückgebracht wurden. In Experimenten werden die Entstehung der ersten fes- ten Materie im Sonnensystem, die Auswirkungen von kosmischen Kollisionen und die Prozesse im tie- fen Erdinneren simuliert. Hochauflösende strukturelle und chemische Methoden dienen der Analyse solcher Proben und dem Verständnis der zugrunde liegenden globalen Prozesse.  Meteorite und extraterrestrische Staubkörner als Zeugen der Entstehung und Evolution des Sonnensystems  Impaktprozesse und Stoßwellenmetamorphose von Mineralen  Hochdruckminerale und die Prozesse im tiefen Erdinneren  Mineral-Fluid-Wechselwirkungen  Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Materialien 116 — FORSCHUNG Was geht vor auf der Oberfläche eines Asteroi- den? Wie lange bleibt sein Orbit um die Sonne stabil? Diese Fragen sind fundamental für das Verständnis der dynamischen Entwicklung und Einschlagwahrscheinlichkeiten erdnaher Asteroide im inneren Sonnensystem. Im Jahr 2005 landete die japanischen Raumsonde Hayabusa auf dem erdbahnkreuzenden Asteroiden 25143 Itokawa und brachte nach 5-jähriger Rückreise Staubpro- ben von dessen Oberfläche zur Erde. Raummission Hayabusa — Eine Reise zum Ursprung des Sonnensystems Im Rahmen der Hayabusa-Mission arbeitet die Arbeitsgruppe an diesen einzigartigen Staub- körnern und erforscht den Einfluss des Sonnen- windes und der Einschläge von Mikrometeoroiden auf den Regolith des Asteroiden (Abb. 1), einer oberflächennahen Schicht aus Gesteinsschutt und Staub. Die Beobachtungen an den zurück- gebrachten Proben zeigen im Vergleich zu ähnli- chen Proben des Mondes eine überraschend kur- ze Verweildauer der Regolithpartikel im Bereich der Oberfläche. Die recht junge Asteroidenoberfläche scheint daher wahrscheinlich einer relativ steten Umstrukturierung unterlegen zu sein. Darüber hinaus liefern die Proben einen Ein- blick in die Evolution des Mutterkörpers von As- teroid 25143 Itokawa, der sehr wahrscheinlich ein Aggregat aus zahlreichen Bruchstücken eines ursprünglich sehr viel größeren Körpers ist. Koh- lenstoffhaltige Minerale belegen das Vorhanden- sein einer methanhaltigen Gasphase im Inneren dieses Körpers und liefern so auch indirekte Hin- weise auf die Anwesenheit von Wassereis wäh- rend der Frühphase des Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren. [1] Harries, D., Yakame, S., Karouji, Y., Uesugi, M., Langenhorst, F. (2016): Secondary submicrometer impact cratering on the surface of asteroid 25143 Itokawa. Earth and Planetary Science Letters 450, 337 -345, DOI 10.1016/j.epsl.2016.06.033. [2] Harries, D., Langenhorst, F. (2018): Carbide-metal assemblages in a sample returned from asteroid 25143 Itokawa: Evidence for metane -rich fluids during metamorphism. Geochimica et Cosmochimica Acta 222, 53-73, DOI 10.1016/j.gca.2017.10.019. Abb. 1. Elementverteilungskarte eines Mikrokraters auf einem Diopsid-Korn. Reste des metallischen Projektils (grün) sind am Kraterboden zu erkennen.