Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-2859
Authors: Schwander, Daniel
Title: Extraktion und nanoanalytische Charakterisierung refraktärer Nanometallpartikel frühester solarer Materie und Synthese metallischer Nanopartikel aus dotierten Ca-Mg-Al-Si-Schmelzen
Online publication date: 6-Aug-2014
Language: german
Abstract: Primitive kohlige Chondrite sind Meteorite, die seit ihrer Entstehung im frühen Sonnensystem kaum verändert wurden und dadurch einen Einblick in Prozesse geben, die zur Bildung und Veränderung der ersten festen Materie führten. Solche Prozesse können anhand von Bruchstücken dieser Meteorite detailliert im Labor studiert werden, sodass Rückschlüsse auf die Entwicklung unseres Sonnensystems im frühen Stadium getroffen werden können. Ca-, Al-reiche Einschlüsse (CAIs) aus chondritischen Meteoriten sind die ersten Festkörper des Sonnensystems und enthalten viele refraktäre Metallnuggets (RMNs), welche hauptsächlich aus den Elementen Os, Ir, Ru, Mo und Pt bestehen. Nach weit verbreiteter Ansicht sind diese Nuggets wahrscheinlich im Gleichgewicht mit dem solaren Nebel kondensiert, bereits früher oder gleichzeitig mit Oxiden und Silikaten. Die exakten Mechanismen, die zu ihren heute beobachteten Eigenschaften führten, sind allerdings unklar. Um frühere Arbeiten fortzuführen, wurde eine hohe Anzahl RMNs in vier unterschiedlichen Typen von Meteoriten detailliert studiert, darunter solche aus dem nahezu unveränderten Acfer 094, Allende (CV3ox), Leoville (CV3red) und Murchison (CM2). Die RMNs wurden in-situ, assoziiert mit ihren Wirtsmineralen und auch in Säurerückständen gefunden, deren Präparationsprozedur in dieser Arbeit speziell für RMNs durch eine zusätzliche Dichtetrennung verbessert wurde.rnDie Ergebnisse decken eine Reihe von Ungereimtheiten zwischen den beobachteten RMN-Eigenschaften und einer Kondensationsherkunft auf, sowohl für Kondensation in solarer Umgebung, als auch für Kondensation aus Material von Supernovae oder roten Riesen, für die die Kondensationssequenzen refraktärer Metalle speziell für diesen Vergleich berechnet wurden. Stattdessen wurden in dieser Arbeit neue Einblicke in die RMN-Entstehung und die Entwicklung der ersten Festkörper (CAIs) durch eine Kombination aus experimentellen, isotopischen, strukturellen und petrologischen Studien an RMNs gewonnen. Viele der beobachteten Eigenschaften sind mit Ausfällung der RMN aus einer CAI-Schmelze vereinbar. Ein solches Szenario wird durch entsprechende Untersuchungen an synthetisch hergestellten, mit refraktären Metallen im Gleichgewicht stehenden CAI-Schmelzen bestätigt. Es folgt aus den Ergebnissen, dass die Mehrzahl der RMNs isotopisch solar ist und alle untersuchten RMNs innerhalb von CAIs bei rascher Abkühlung (um bis zu 1000 °C/40 sek.) einer CAI-Schmelze gebildet wurden. rn
Since their formation in the early solar system, the primitive carbonaceous chondritic meteorites experienced only marginal alteration and their study therefore provides an insight into processes which led to the formation and metamorphism of the first solid materials. With the aid of pieces of such meteorites, these processes can be studied in the laboratory in detail. From this, one can draw inferences about the early evolution of the solar system.rnCa, Al-rich inclusions (CAIs) from chondritic meteorites, which are the first solids of the solar system often contain numerous refractory metal nuggets (RMNs), consisting of elements like Os, Ir, Mo, Pt and Ru. The nuggets are commonly thought to have formed by equilibrium condensation from a gas of solar composition, simultaneously with or prior to oxide and silicate minerals. However, the exact mechanisms responsible for their characteristics and appearance remain puzzling. Expanding on previous work, a large number of RMNs of four different meteorite types, the highly primitive chondrite Acfer 094, Allende (CV3ox), Leoville (CV3red) and Murchison (CM2) were studied in detail. The RMNs were found in-situ and associated with host minerals as well as in acid resistant residues, whose preparation process for RMNs was improved by an additional density separation step.rnThe results show several inconsistencies between the observed features of the RMNs and a direct condensation origin in either solar or â stellarâ (supernovae or red-giant-star) environments. Condensation sequences for RMNs in â stellarâ environments were calculated specifically for this purpose. Instead, the combination of experimental, isotopic, compositional, structural and petrographic studies of RMNs provides new insights into the origin of the RMNs and the evolution of the first solids. Many of the observed features are consistent with RMN formation by precipitation from a CAI liquid. This scenario is supported by experiments performed on CAI-like liquids in equilibrium with refractory RMN-forming metals. In conclusion, most RMNs are isotopically of solar system composition and all RMNs from CAIs studied formed from CAI liquids during very rapid cooling of up to 1000 °C per 40 sec.rn
DDC: 550 Geowissenschaften
550 Earth sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-2859
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 126 S.
Appears in collections:JGU-Publikationen

Files in This Item:
File SizeFormat 
3816.pdf7.85 MBAdobe PDFView/Open