Geoforschung Unbekanntes Mineral in Mondgestein gefunden

Eine Forschergruppe unter deutscher Leitung hat in Mondgestein ein neues Mineral entdeckt. Leiter des Teams ist ein Kinobetreiber aus Hessen.
So sieht Donwilhelmsit unter dem Elektronenmikroskop aus

So sieht Donwilhelmsit unter dem Elektronenmikroskop aus

Foto: Ansgar Greshake / Museum für Naturkunde Berlin

Die Menschheit kennt etwa 5600 Minerale. So steht es in den Listen der Internationalen Mineralogischen Gesellschaft. Für das Entstehen von rund 200 von ihnen sind wir sogar direkt verantwortlich, etwa durch Bergbau und Industrieaktivitäten. Eine bisher gänzlich unbekannte Verbindung hat ein europäisches Forscherteam um Jörg Fritz, Gastwissenschaftler am Zentrum für Rieskrater- und Impaktforschung in Nördlingen, nun im Fachjournal "American Mineralogist"  beschrieben.

Das Besondere daran: Das Mineral – bestehend aus Kalzium-, Aluminium-, Silizium- und Sauerstoffatomen – wurde in Mondgestein gefunden. Es trägt den Namen Donwilhelmsit, zu Ehren des US-Mondforschers Don E. Wilhelms. Der mittlerweile 90-jährige Geologe gehörte zum Wissenschaftsteam der "Apollo"-Missionen. "Wir wollten das Mineral nach jemandem benennen, der noch lebt und sich darüber freuen kann", sagt Entdecker Fritz im Gespräch mit dem SPIEGEL.

Die Substanz stammt aber nicht etwa aus dem Material, das Astronauten damals auf dem Mond gesammelt haben. Es wurde im rund 400 Gramm schweren Meteoriten Oued Awilits 001  nachgewiesen. Dieser Stein wurde einst durch einen Impakt vom Erdtrabanten weggeschleudert und landete nach einer Reise durchs Sonnensystem hier bei uns auf der Erde.

Der Meteorit Oued Awilits 001 mit Fragmenten

Der Meteorit Oued Awilits 001 mit Fragmenten

Foto: Ludovic Ferrière / NHM Wien

Insgesamt kennt die Forschung rund 360 Mondmeteoriten, die ersten bekannten Exemplaren wurden vor etwa 40 Jahren in der Antarktis entdeckt. Interessant sind sie für die Wissenschaft nicht zuletzt deswegen, weil die bisherigen Mondmissionen nur auf einem Bruchteil der Mondoberfläche Proben gesammelt haben. Das Gestein der Meteoriten lässt sich zwar nicht genau einem Ursprungsort auf dem Mond zuordnen, es deckt aber mit Sicherheit auch Bereiche ab, aus denen es bisher sonst keine Proben gibt.

Das aktuell untersuchte Exemplar wurde im Januar 2014 bei einer Expedition in der Westsahara entdeckt. Ein Teil davon wurde mit Hilfe einer Crowdfunding-Kampagne  für das Naturhistorischen Museum Wien angekauft und ist dort ausgestellt . Allerdings hat das Museum wegen der Corona-Pandemie gerade geschlossen.

Der Einschlag auf dem Mond schickte den Meteoriten nicht nur auf die Reise zu uns. Er sorgte auch dafür, dass sich das Mineral in seinem Inneren überhaupt bildete – weil das Gestein für kurze Zeit dem 240.000-Fachen des Drucks an der Erdoberfläche ausgesetzt war. Dadurch bildeten sich in dem Material sogenannte Schmelzschockzonen. In solch einem Bereich des Gesteins fand Fritz bei der Untersuchung mit dem Mikroskop winzige Nadeln, die sich nach spektroskopischer Analyse als hochinteressant herausstellten. Kollegen, unter anderem am Museum für Naturkunde Berlin und dem Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam, halfen dann beim Nachweis, dass es sich tatsächlich um ein eigenes Mineral handelt. Im vergangenen Jahr erkannte die Internationale Mineralogische Gesellschaft das Donwilhelmsit bereits als Neuheit  an, nun liefert das Team aber erst die genaue wissenschaftliche Beschreibung.

Mineral kommt auch tief im Erdmantel vor

Besonders interessant: Die Bedingungen, die das Mineral einst auf dem Mond entstehen ließen – extrem hohe Drücke und Temperaturen – entsprechen denen in 400 Kilometern Tiefe im Erdinneren. Denn auch dort gibt es Donwilhelmsit, es hat bisher nur niemand zu Gesicht bekommen: Das Mineral bildet sich auf der Erde aus Überresten von kontinentaler Kruste. Diese landen zunächst als Sedimente am Boden der Ozeane. Später werden sie dann durch die Plattentektonik zusammen mit der ozeanischen Kruste tief in den Erdmantel gezogen. Dort wandelt sich das Gestein mit steigendem Druck und zunehmender Temperatur um – und Minerale wie Donwilhelmsit entstehen.

Überhaupt – im Erdmantel finden sich mit Wadsleyit, Ringwoodit und Bridgmanit zahlreiche Minerale, die sich nur unter extremen Bedingungen bilden . Forscher können die Verbindungen aber nur in winzigen Mengen in Hochdruckexperimenten herstellen – oder nach ihnen in Meteoriten fahnden, so wie es Fritz und Kollegen getan haben. Brocken vom Mond sind wegen der Komplexität des Gesteins dabei besonders interessant.

"Ein überwältigendes Gefühl"

Zu den Co-Autoren der aktuellen Arbeit gehört auch Ansgar Greshake, der Wissenschaftliche Leiter der Meteoritensammlung am Museum für Naturkunde Berlin. Er sagt: "Seit 25 Jahren arbeite ich täglich an Meteoriten, aber plötzlich als erster ein neues Mineral aus dem Weltall zu entdecken und dann zu erforschen, ist ein überwältigendes Gefühl."

Studienleiter Fritz freut sich vor allem, für die Publikation über vier Jahre mit Kollegen aus ganz Europa zusammengearbeitet zu haben. Im Hauptberuf ist er Leiter eines Programmkinos im hessischen Heppenheim . Das sei seit 100 Jahren im Familienbesitz, erklärt er. Nach seiner früheren Tätigkeit als Vollzeitwissenschaftler, unter anderem am Museum für Naturkunde Berlin, habe er sich entschieden, das Lichtspielhaus zu übernehmen – ohne seine Leidenschaft für Meteoriten aufzugeben: "Wir sind das Arthouse-Kino mit den meisten Artikeln in der planetaren Wissenschaft", scherzt Fritz.

Mehr lesen über Verwandte Artikel
Die Wiedergabe wurde unterbrochen.