Space Rock Hunters stehen kurz vor dem Einmarsch in die Antarktis

Nach 35 Reisen, auf denen Wissenschaftler die blauen Eisfelder der Antarktis durchqueren, hat Bergführer John Schutt alles gesehen.

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"Einmal hatten wir einen Zeltbrand", sagt Schutt. „Die Person ignorierte unsere Protokolle und füllte seinen Herd im Zelt mit einem anderen Herd, weil es kalt und windig war. Er musste mit Verbrennungen zweiten Grades vom Feld gebracht werden. “

Die Verletzung des Protokolls ist wahrscheinlich verständlich: Die spezifische Gruppe Schutt arbeitet jedes Jahr mit Lagern in den transantarktischen Bergen auf einer Höhe von etwa 8000 Fuß. Selbst in einer Jahreszeit, in der die Sonne nie untergeht, sind sie Temperaturen unter Null ausgesetzt. Dann gibt es die stürmischen Winde, die beengten Wohnverhältnisse und die harte körperliche Arbeit.

Aber für die Wissenschaftler der Antarktis-Suche nach Meteoriten lohnt es sich, endlich ein Stück einer fremden Welt aufzunehmen, die beim Absturz auf der Erde gelandet ist.

Die Antarctic Search for Meteorites (ANSMET), die von der Case Western Reserve University in Cleveland geleitet wird, ist der unbesungene Held der Planetenwissenschaft. ANSMET hat seit seiner Gründung im Jahr 1976 etwa 20.000 Meteoriten gesammelt, wobei die jährlichen Zählwerte zwischen 30 und über 1.200 lagen.

Diese Weltraumgesteine, die aus dem gefrorenen Ödland um den Südpol geborgen wurden, waren für unser Verständnis des Sonnensystems von unschätzbarem Wert. Über 80 Prozent der außerirdischen Gesteine ​​der Welt stammen aus der Antarktis, die von ANSMET oder ähnlichen Programmen für einen Bruchteil der Kosten gesammelt wurden, die für das Senden von Weltraummissionen zur Rückholung von Proben anfallen würden.

"ANSMET war ein großer Segen für Wissenschaftler", sagt Jim Karner, wissenschaftlicher Leiter der diesjährigen Expedition, die Ende November startet. „Wir besitzen die Proben nicht. Sie werden vom Johnson Space Center von Smithsonian und der NASA kuratiert und sind für jeden auf der Welt, der sie studieren möchte, wirklich kostenlos. “

Von ANSMET und anderen Antarktis-Feldteams gesammelte Meteoriten stammen von Asteroiden, dem Mond und sogar vom Mars und können uns über die Natur und die Ursprünge unserer kosmischen Nachbarschaft informieren.

"Es gibt eine Vielzahl von Studien, die Sie mit Meteoriten durchführen können", sagt Karner. „Sie erzählen uns von den Eigenschaften unseres Sonnensystems und der Evolution der Planetenkörper. Einige wirklich alte Meteoriten haben sogar feste Mineralienstücke, die vor unserem Sonnensystem liegen. “

Wir können auch Meteoriten verwenden, um etwas über die Entstehung unserer eigenen Welt zu lernen. "Eine Sache, die wir mit Meteoriten tun können, ist, ein besseres Verständnis der Erde zu entwickeln", sagt Cari Corrigan, Geologe am Smithsonian National Museum of Natural History, der an der Klassifizierung von Meteoriten arbeitet.

"Wenn wir die Zusammensetzung und den Aufbau des frühen Sonnensystems verstehen können, werden wir ein viel besseres Bild von der frühen Zusammensetzung und Struktur der Erde und den Prozessen haben, die stattfinden mussten, um uns das zu geben, was wir jetzt haben."

Wir könnten sogar herausfinden, wie das erste Leben auf der Erde aus primordialen chemischen Wechselwirkungen hervorgegangen ist, bemerkt sie

„In den letzten 20 Jahren wurden in Meteoriten Aminosäuren gefunden - die Ausgangsstoffe für das Leben auf der Erde“, sagt Corrigan. "Der Versuch zu verstehen, als was wir angefangen haben und mit was wir angefangen haben, wird uns helfen zu verstehen, warum sich die Erde so entwickelt hat, wie sie es tat."

ANSMET-Teammitglieder ziehen einen Marsmeteoriten aus dem Eis in der Antarktis. (Christine Floss) Das ANSMET-Team erkundet die polaren Eisfelder mit Schneemobilen auf der Suche nach Meteoriten. (Bingkui Maio) ANSMET-Feldlager sind nichts für schwache Nerven. (Vincianne Debaille)

Meteoriten können auf jeden Punkt des Planeten herabstürzen. Aber von allen Orten auf der Erde ist die Antarktis der ideale Ort, um Meteoritenproben zu sammeln. Zunächst einmal bestehen weite Teile des Kontinents aus Eisplatten, die kein einheimisches Oberflächengestein aufweisen. Wenn Sie das Gebiet durchkämmen, ist praktisch jeder gefundene Stein ein Meteorit, und die dünne schwarze Kruste, die die Steine ​​bilden, wenn sie ihren feurigen Sprung durch die Atmosphäre ertragen, macht es leicht, sie vor dem blauweißen Hintergrund zu erkennen.

„Wir bilden buchstäblich nur diese große Gefechtslinie, fahren mit Schneemobilen auf dem Eis und sammeln sie von Hand“, sagt Constantine Tsang, Planetologe am Southwest Research Institute in Boulder und im ersten Jahr Mitglied des ANSMET-Feldteams. "Die Leute sagen, dass 50 Prozent von ANSMET nur herumschleppen", lacht er.

Geologische Aktivitäten entlang der transantarktischen Berge spielen ebenfalls eine Rolle. Wenn die ostantarktische Eisdecke in das Rossmeer abrutscht, kommt sie mit den transantarktischen Bergen in Kontakt und altes, tiefes Eis wird an die Oberfläche gedrückt. Das erhöht die Anzahl der Meteoriten, die vor langer Zeit auf dem Kontinent abgestürzt sind, und erhöht die Anzahl der Meteoriten, die während einer Feldsaison gefunden werden können.

Kombinieren Sie diesen Prozess mit der Eiserosion durch starken Wind und Sublimation, und in bestimmten Gebieten können unglaublich hohe Konzentrationen von Meteoriten aller Art auftreten, die nur darauf warten, dass die Wissenschaftler sie aufnehmen. Diese Meteoriten könnten die Erde vor weniger als einem Jahr oder vor mehr als 10.000 Jahren getroffen haben und eine breite Palette möglicher Elternquellen bieten.

Die Miller Range ist mit Hunderten von Meteoriten pro Meile eine der lukrativsten Gegenden in der Region, weshalb ANSMET in diesem Jahr zum neunten Mal in der Region ist.

„Wir haben in der Miller Range jeden denkbaren Meteoritentyp gefunden“, sagt Karner. "Es war also diese große Vielfalt."

Am wichtigsten ist, dass all diese Gaben in der gefrorenen Einöde der Antarktis wunderschön aufbewahrt werden. Chemikalien und Mineralien auf der Erde können die Zusammensetzung von Meteoritenproben verfälschen und ihren wissenschaftlichen Wert einschränken. Sogar Wasser wird die Mineralogie eines Meteoriten verändern. Aber in den Wüsten der Antarktis, wo die Feuchtigkeit minimal ist, sind die Meteoriten im Wesentlichen kryogen erhalten.

Am Ende einer Feldsaison wird der jährliche Transport von ANSMET an das Johnson Space Center der NASA in Houston, Texas, geliefert. Die NASA erstellt erste Beschreibungen der Meteoriten und sortiert sie in allgemeine Kategorien. Ein Stück von jedem Stück wird dann zur weiteren Klassifizierung an das Smithsonian gesendet, und zweimal im Jahr veröffentlicht das Smithsonian einen Newsletter mit einer Liste aller Meteoriten in seinem Katalog, damit wissenschaftliche Institutionen Muster anfordern können.

Die Klassifizierung der Meteoriten ist recht komplex. Unterschiedliche Typen werden nach chemischer Zusammensetzung, Mineralogie, Vorhandensein bestimmter Elemente und dem Grundkörper, von dem der Meteorit abgebrochen ist, kategorisiert. Generell lassen sich Meteoriten in vier Gruppen einteilen: Chondriten, Achondriten, Steineisen und Eisen.

Diese glänzende Scheibe stammt von einem der ersten Eisenmeteoriten in der Antarktis, der 1978 vom Derrick Peak geborgen wurde. Der Metalllegierungsklumpen stammt wahrscheinlich aus dem Kern eines großen Asteroiden. (Brendan McCabe) Das 2004 in der Region Cumulus Hills in der Antarktis gefundene Stück Weltraumgestein ist ein Pallasit, eine Art Meteorit, der aus großen Olivinkristallen besteht, die in einer Eisen-Nickel-Legierung suspendiert sind. (Brendan McCabe) Dieser Meteorit, der 1984 in Alan Hills gefunden wurde, lebt in Schande, da der Marsfelsen fossile Anzeichen fremder Mikroben enthalten soll. Während diese Behauptung umstritten ist, enthält das Weltraumgestein Mineralien, die sich nur in Gegenwart von flüssigem Wasser bilden können, und bietet die ersten rein chemischen Anhaltspunkte dafür, dass Wasser auf dem alten Mars floss. (Brendan McCabe) Es kann in einer Folienverpackung geliefert werden, aber versuchen Sie nicht, es zu probieren. Dieser Meteorit, der 2002 auf dem LaPaz-Eisfeld gefunden wurde, ist ein seltenes Stück des Mondes. (Brendan McCabe) Die ANSMET-Expedition 2003/04 kehrte mit diesem Marsmeteoriten zurück, der vermutlich aus einem Lavafluss stammt, der etwa 1, 3 Milliarden Jahre zurückliegt. (Brendan McCabe) Dieses Weltraumgestein, das 1991 in Patuxent Range gefunden wurde, ist ein Chondrit mit einer ungewöhnlich hohen Anzahl von Löchern (Vesikel genannt). CAT-Scans und andere analytische Tests ergaben, dass dieser Meteorit vor etwa 4, 4 Milliarden Jahren bei einer Hochgeschwindigkeitskollision wahrscheinlich seinen Mutter-Asteroiden abgebrochen hat. (Brendan McCabe) Dieser Raumgestein, ein gewöhnlicher Chondrit, war der erste Meteorit, den das ANSMET-Team fand. Es wurde 1976 aus der Region Alan Hills geborgen. (Brendan McCabe)

Chondriten sind Meteoriten, die Chondrules enthalten - runde Körner, die sich zu Beginn des Sonnensystems aus geschmolzenen Tröpfchen gebildet und dann in vorhandene Asteroiden eingebaut haben. Diese Meteoriten sind seit der Entstehung des Sonnensystems vor etwa 4, 6 Milliarden Jahren weitgehend unverändert und machen mehr als 80 Prozent aller unserer Meteoritenproben aus.

"Der Grund, warum wir auf die Chondriten zurückblicken, ist, dass wir glauben, dass sie das Ausgangsmaterial für alles andere sind", sagt Corrigan.

Achondriten sind genau das Gegenteil: Meteoriten, die keine Chondren enthalten: „Achondriten stellen eine Art geologischen Prozess dar; Ihnen ist etwas zugestoßen, um entweder die Chondrules oder den gesamten Asteroiden zum Schmelzen zu bringen “, sagt Corrigan.

Zwei der seltensten und interessantesten Arten von Meteoriten sind Achondriten: Mond und Mars. Gesteine ​​aus diesen Welten haben erhebliche geologische Veränderungen erfahren und das Verständnis, dass Metamorphosen uns sagen können, wie jeder Körper im Laufe der Zeit war. Zum Beispiel lieferte ein Marsmeteorit den ersten rein chemischen Beweis dafür, dass Wasser einst auf dem alten Mars floss.

„Der Mars-Meteorit Allan Hills 84001 enthält Karbonat-Mineralien, für deren Bildung flüssiges Wasser erforderlich ist“, sagt Corrigan.

Zu den steinernen Meteoriten, die fast zu gleichen Teilen Metall- und Silikatmineralien sind, gehört der vielleicht attraktivste aller Meteorite, der Pallasit. Diese Weltraumgesteine ​​bestehen aus großen Olivinkristallen, die in einer Eisen-Nickel-Legierung suspendiert sind und einen auffälligen visuellen Kontrast bilden. Studien dieser atemberaubenden Proben legen nahe, dass sie von großen Asteroiden stammen, die sich in Schichten differenzierten. Die metallische Mischung kommt wahrscheinlich aus dem Übergangsbereich zwischen Mantel und Kern.

Schließlich bestehen Eisenmeteoriten fast ausschließlich aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die sich in den Kernen großer Asteroiden und anderer felsiger kosmischer Objekte bildet. Die Grundkörper der Eisenmeteoriten mussten bei Kollisionen zerstört worden sein, damit das Kernmaterial entweichen und seine Flugbahn in Richtung Erde beginnen konnte.

Während die bisher gesammelten Meteoriten diese und andere kosmische Geheimnisse gelüftet haben, warten im kosmischen Gefrierschrank der Antarktis noch viele weitere Weltraumgesteine ​​auf ihre Entdeckung. Für ANSMET ist die diesjährige Feldsaison also ganz normal.

Man kann nicht sagen, was sie finden werden, bis sie auf das Eis steigen und Proben sammeln. Die wissenschaftlichen Entdeckungen, die die Gesteinsausbeute ergeben, werden Tausende von Kilometern entfernt gemacht, Monate oder sogar Jahre später, in Laboratorien, die Meteoriten anfordern lange nachdem sie gefunden wurden.

"Wir haben viel", sagt Tsang. "Aber je mehr wir sammeln können, desto mehr können wir analysieren und verstehen."