Klassifikation

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Klassifikation der Mikrometeorite

Die vorherrschende Klassifikation der Mikrometeorite (Genge et al. 2008, auch Folco & Cordier 2015, ergänzend Suttle & Folco 2020) wurde anhand von vergleichenden Beobachtungen an einigen tausend polierten Partikeln aufgestellt, teilweise unterstützt durch quantitative Analysen der Elemente oder der Mineralphasen.

Sie basiert vor allem auf Unterschieden in der Struktur der Körper, auf unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und auf morphologischen Unterschieden bedingt durch den Grad der Erhitzung bzw. des Aufschmelzens der Partikel bei Durchqueren der Erdatmosphäre.

Alle diese Charakteristika sind von zahlreichen Übergängen geprägt (denn die zugrundeliegenden Prozesse sind graduell), so dass eine Zuordnung nicht immer eindeutig vorgenommen werden kann. Dennoch ist die Klassifikation ein wertvolles Hilfsmittel in der fachlichen Kommunikation über Mikrometeorite. Sie kann zudem dabei helfen, die unterschiedliche Genese der Mikrometeorite und deren unterschiedliche Herkunft besser nachzuvollziehen.

Klassifikation anhand von Oberflächenmerkmalen

Eine Klassifizierung nur anhand von Oberflächeneigenschaften eines urbanen (wenig verwitterten) Mikrometeorits ist zwar prinzipiell oft möglich, birgt aber zusätzliche Unsicherheiten und Ungenauigkeiten, da Informationen über das Innere des Partikels nicht mit einbezogen werden. So ordneten Suttle et al. (2021) nach Polieren 48 urbaner Mikrometeorite 12,5 % davon abweichend ein im Vergleich zur vorangegangenen Klassifizierung auf Basis von Oberflächenanalysen.

Das Ordnungssystem und die verschiedenen Typen

Die nachfolgende Grafik zeigt das Ordnungssystem der Mikrometeorite. Typen in gestrichelten Kästen bedürfen für eine Zuordnung in der Regel der Einsicht ins Innere des Partikels und damit der Anfertigung eines Schliffes. Auf dieser Internetseite wird in der Regel eine Zuordnung bis zur untersten Ebene vorgenommen, die noch rein an Oberflächenmerkmalen vorgenommen werden kann.

Ordnungssystem der Mikrometeorite

Auf der obersten Ebene der Klassifikation unterscheidet man die drei Gruppen

- Ungeschmolzene Mikrometeorite (unmelted micrometeorites)

- Teilgeschmolzene Mikromteorite (partially melted / scoriaceous micrometeorites)

- Geschmolzene Mikrometeorite (melted micrometeorites / cosmic spherules)

Je nach Gruppe dienen unterschiedliche Kriterien für die weitere Unterteilung. Dabei wird hier auf eine genaue Zuordnung der Ebenen und auch auf deren Benennung (Klasse, Typ, Subtyp, Variante) verzichtet, da beides in der Literatur variiert und für die Praxis nicht relevant ist. Vereinfacht wird immer von Typ gesprochen.

Bei den ungeschmolzenen Mikrometeoriten ist die ursprüngliche Struktur des Ausgangskörpers erhalten geblieben. So wird dort unterschieden, ob dieser fein- (FgMM) oder grobkörnig (CgMM) ist oder ob er einen hohen Anteil volatiler Elemente (ultracarbonaceous MM) hat. Bei einer signifikanten randlichen Erhitzung kann ein „Feuerrand“ (igenous rim, magnetite rim) auftreten oder eben auch ganz fehlen.

Feinkörnig aufgebaute Mikrometeorite (FgMM) bestehen aus mikroskopisch kleinen Mineralkörnern ähnlich der Matrices von Meteoriten des Typs CI, CM und CR. Sie sind oft dominiert durch amorphe meist eisenreiche Silikate, können thermisch verändert oder unverändert sein, kompakt oder porös sein sowie chemisch homogen oder heterogen.

Grobkörnig aufgebaute Mikrometeorite (CgMM) haben magmatische Texturen und sind dominiert durch mehrere Mikrometer große Olivine/Pyroxene oft innerhalb einer glasartigen Grundmasse mit akzessorisch vorkommenden Metallsulfiden und Eisenoxiden. Ein CgMM kann auch aus einem einzigen Kristall bestehen.

Kohlenstoffreiche Mikrometeorite (ultracarbonaceous MMs) bestehen aus einem Geflecht von amorphem Kohlenstoff, Olivin, Pyroxen und anderen Mineralen. Es wurden bislang nur wenige Exemplare gefunden, alle im antarktischen Eis. Ihnen werden Kometen als wahrscheinlichste Quelle zugeschrieben.

Bei den teilgeschmolzenen Mikrometeoriten lässt sich eine Zuordnung zu fein- oder grobkörnig nur noch anhand der Relikt-Phasen erkennen. Charakteristisch und namensgebend für diesen auch als Scoriaceous („schlackenartig“) bezeichneten Typ sind die zahlreichen Poren im Inneren des Körpers, die allerdings nur im Querschnitt in ihrer Vielzahl erkennbar sind. Unter dem Mikroskop weisen diese Partikel oft eine gelappte Oberflächenstruktur auf und zuweilen eine schwach ausgeprägte gelblich-messingfarbige Farbnote im ansonsten eher mattgräulichen Körper, die von den an der Oberfläche vielfach präsenten Eisensulfidtröpfchen herrühren könnte.

Bei den (nahezu) vollständig geschmolzenen Mikrometeoriten (kosmischen Sphärulen) ist das ursprüngliche Material des Körnchens aufgeschmolzen und hat sich vermischt. Die primären Phasen sind also nicht mehr erkennbar und ein wesentlicher Teil der Information des ursprünglichen Körpers ist somit verloren gegangen. Hier richtet sich die Unterteilung nach der noch erkennbaren unterschiedlichen chemischen Gesamtzusammensetzung des Ausgangsmaterials (Silikat, Eisen, Mischform) und innerhalb der Silikatischen (S-type) zudem nach morphologischen Unterschieden bedingt durch unterschiedlich schnelle Rekristallisierung.

Der Grad der Aufschmelzung und die Rekristallisierungsgeschwindigkeit ist maßgeblich abhängig von der Größe des Partikels, dessen Dichte, Geschwindigkeit bei Eintritt in die Erdatmosphäre sowie dem Eintrittswinkel. Zum Ausdruck kommt dies in der Größenverteilung geschmolzener und ungeschmolzener Mikrometeorite: Ungeschmolzene Mikrometeorite überwiegen bei Partikelgrößen < 50 µm, bei Mikrometeoriten > 100 µm (üblicherweise die Größe der aus dem urbanem Raum geborgenen Mikrometeorite) spielen sie nur eine untergeordnete Rolle.

Man unterscheidet bei den kosmischen Sphärulen nach Ausgangsmaterial:

- Silikatische (S-type)

- Eisendominierte (I-type)

- Intermediäre Form (G-type)

Silikatische kosmische Sphärulen (S-type) dominieren in den Sammlungen mit > 95 %. Vertreter von I-type und G-type stellen meist etwa jeweils 1-2 % der Sphärulen dar. In urbanen Sammlungen sind sie jedoch aufgrund der schwierigen Unterscheidung von industriellen Sphärulen oft noch seltener oder fehlen ganz.

Bei den silikatischen kosmischen Sphärulen bildeten sich im Zuge der Erhitzung zwei nicht mischbare Schmelzen, die dominierende silikatische und die metallische. Aufgrund der höheren Dichte wandert die metallische Schmelze an den Rand des Partikels und kann sich ganz von der silikatischen abtrennen oder aber am Rand rekristallisieren und schließlich als Metalltropfen (metal bead), Metalltröpfchen (metal droplet) oder als winziges µm-großes Tröpfchen mit Plantingruppenelementen (PGE nuggets) in Erscheinung treten.

Da der Schmelzprozess bedingt durch die Reibung mit den Luftmolekülen an den Außenrändern des Partikels beginnt, können einzelne Reliktminerale (vor allem Mg-reiche Olivine, seltener Pyroxene, Chromite und Feldsparte) im Innern vom vollständigen Aufschmelzen verschont und schließlich im wiedererstarten Körper als solche erhalten bleiben. Dies ist vor allem bei Typ Porphyritic zu beobachten aber nur nach Anfertigung eines Schliffes. Beim Typ Scoriaceous treten solche Reliktminerale noch häufiger auf. Der weitaus überwiegende Teil jedoch besteht aus Kristallneubildungen aus der Schmelze, deren Struktur maßgeblich von der Rekristallisierungsgeschwindigkeit abhängt: Je höher diese, desto kleiner die Kristalle, mit den glassartigen Mikrometeoriten ohne erkennbare Kristalle an dem schnellsten Ende und porphyritischen Mikrometeoriten mit großen Kristallen am langsamsten Ende.

S-Typ-Sphärulen werden deshalb auch in Abhängigkeit der vorherrschenden Abkühlungsprozesse in folgende Typen unterschieden:

- Glass (V) = Vitreous

- Cryptocrystalline (CC)

- Barred Olivine (BO)

- Porphyritic (PO)

Durch besondere chemischen Zusammensetzung werden davon manchmal noch abgetrennt die CAT-Sphärulen und Ca-Al-Sphärulen, welche durch einen höheren Grad der Verdampfung des Materials charakterisiert sind, wodurch sich die feuerfesten Elemente (Ca, Al, Ti) relativ anreichern.

Suttle & Folco (2020) haben eine verfeinerte Einteilung der kryptokristallinen Mikrometeorite eingeführt, die hier übernommen wird. Sie ist gut anhand von Oberflächenmerkmalen nachvollziehbar.

- Mikrokristallin (CC-mc): stellenweise mit vorherrschender Gitterstruktur der Kristalle (typisch für BO), stellenweise mit zufällig orientierten Olivin- und Magnetitkristallen (typische für CC)

- CC-Turteback (CC-t): mit mehreren erhöhten kristallinen Bereichen, deren Ränder vertieft liegen und so der Sphärule eine Schildkrötenpanzer-ähnliche Oberflächenstruktur verleihen – erzeugt von einem Kristallwachstum, das an der Oberfläche begann und sich ins Innere der Sphärule fortgesetzt hat. Meist ohne erkennbare Magnetitkristalle.

- CC-normal (CC-n): mit Olivin- und Magnetitdendriten in Submikrometergröße ohne Anzeichen von Balkenstrukturen.

Auch fürden Typ Porphyritic beschreiben Suttle & Folco (2020), übernommen von Ginneken et al. (2017), eine weitere Unterteilung in „normale“ PO und µPO. Normale PO zeigen „euhedrale“, also mit klar ausgeprägten Kristallflächen ausgestattete große (> 10 µm) Kristalle. Vertreter von µPO weisen zahlreiche „subhedrale“ (nur teilweise mit deutlichen Kristallflächen ausgestattete) kleinere (< 10 µm) Kristalle auf sowie oft zahlreiche Luftbläschen. Die Unterscheidung in der Regel ist nur anhand von angeschliffenen Proben möglich und wird deshalb hier nicht übernommen.

Genge et al. (2008) empfehlen Porphyitic Olivine, die noch unaufgeschmolzene Reliktminerale enthalten, mit dem Prefix „relict-bearing“ zu kennzeichnen. Auch dies ist nur anhand von Schliffen nachweisbar.

Wie häufig sind welche Typen?

Mikrometeoritensammlungen aus der Antarktis haben den Vorteil, dass sie bezügliche der Typen recht repräsentativ sind, weil der überwiegende Teil der Mikrometeorite dort aus dem beprobten Sediment oder dem Eis extrahiert werden kann. Urbane Sammlungen sind in der Regel nicht repräsentativ bezüglich des Typenspektrums, weil das Erkennen mancher Mikrometeorite oder gar ganzer Typen zwischen den industriellen Stäuben schwierig bis zum Teil nahezu unmöglich ist, zumindest nach aktuellem Kenntnisstand. So sind die unter einem Stereomikroskop leichter erkennbaren Typen CC, BO und PO meist sehr gut repräsentiert, der Typ Glass (V) ist aufgrund oft fehlender magnetischer Eigenschaften durch die zumeist angewendete Methode (vergleiche hier) seltener vertreten, da nur Exemplare mit Metalltröpfchen in den durchsuchten Probe landen. Vertreter von G-type und I-type sind aufgrund der schwachen Differenzierungsmerkmale gegenüber industriellen Sphärulen unterrepräsentiert oder fehlen ganz. Auch der Typ Scoriaceous ist selten vertreten, der Typ unmelted sehr selten bis gar nicht. Bei beiden ist die Verwechselung mit optisch ähnlichen, zahlenmäßig weit überlegenen irdischen Partikeln der Grund. Natürlich spielt der Kenntnisstand des Bearbeiters hierbei eine entscheidende Rolle.

Wie repräsentativ urbane Mikrometeoritensammlungen derzeit sein können, lässt die nachfolgende Grafik erkennen.

Vergleich der Häufigkeitskurven über die unterschiedlichen Mikrometeoriten-Typen in zwei Sammlungen der Antarktis und einer urbanen Sammlung und sich daraus ergebene Erfassungslücken

Die verschiedenen Mikrometeoriten-Typen im Detail

Nachfolgend werden die charakteristischen Merkmale der verschiedenen Mikrometeoriten-Typen mithilfe von Licht- und Elektronenmikroskop-Bildern vorgestellt:

Der Typ Barred Olivine (BO)

Die Sphärulen des Typs Barred Olivine gehören zu den häufigsten und am leichtesten unter dem Stereomikroskop zu erkennenden Mikrometeoriten in urbanen Stäuben. Sie sind abgerundet, oft annähernd eiförmig, dunkelgrau bis schwarz, eher matt, wobei sich durch Drehen des Partikels die Lichtreflektion und damit Glanz und Helligkeit des Partikels ändern können. Rund 20-30 % aller Mikrometeorite > 100 µm werden dem Typ BO zugeordnet.

Ihr Aufbau ist charakterisiert durch parallel angeordnete Bänder von Olivinkristallen in einer glasigen Grundmasse, meist durchsetzt mit Magnetitkristallen.

Die gebänderten Olivine können oft schon unter dem Stereomikroskop bei Vergrößerungen von 20x-50x erkannt werden, entweder direkt als sehr feines Streifenmuster oder indirekt durch ein wechselndes Lichtreflektionsverhalten an den Kristallen beim Drehen des Partikels, welche dessen Helligkeit variieren lässt.

THMM395, BO, BSE, Querschnitt

THMM338, BO, BSE, Querschnitt

THMM413, BO, BSE, Querschnitt

THMM326, MC, BSE, Querschnitt

A: Die Bänder der Olivinkristalle verlaufen oft senkrecht zur Längsform (THMM395). Sie können aber auch schräg oder B: in Längsrichtung verlaufen (THMM338). C: Beim Übergang zum Typ Cryptocrystalline werden sie zunehmend undeutlicher (THMM413). D: Sind die Olivinbänder nur in einem Teil ausgeprägt und ist der Mikrometeorit ansonsten feinkristallin, so ist dieser besser dem Typ Cryptocrystalline, Subtyp Microcrystalline zuordnen (THMM326).

Die Olivinbänder können unterschiedlich grob sein. Ab einer Breite kleiner als 1 µm wäre der Mikrometeorit eher dem Typ Cryptocrystalline zuzuordnen.

THMM338, BO, BSE, Lichtfoto

THMM229, BO, BSE, Lichtfoto

THMM220, BO, BSE, Lichtfoto

A: deutliche, mehrere Mikrometer breite Olivinbänder (THMM338); B: feine Olivinbänder kaum breiter als 1 µm (THMM229); C: gradueller Übergang von gröberen Olivinbändern zu sehr feinen Bändern bis feinkristalliner Struktur, weshalb dieser Mikrometeorit als Typ Cryptocrystalline, Subtyp Microcrystalline einzuordnen ist (THMM220).

Die Form der BO-Sphärulen ist häufig annähernd eiförmig.

THMM209, THMM514, THMM193, BO, LichtofotoTHMM209, THMM514, THMM193)

Fehlt die glasartige Grundmasse an der Partikeloberfläche weitgehend, dann tritt das Relief der bandartig angeordneten Olivinkristalle besonders deutlich in Erscheinung.

THMM573, THMM571, BO, Lichtofoto THMM573 fehlt die glasige Matrix weitgehend, wodurch die Olivinbänder deutlich herausstehen. Bei THMM571 ist die glasige Matrix deutlich ausgeprägt, wodurch sich eine eher glatte Oberfläche ergibt.

Magnetitkristalle sind beim Typ BO weit verbreitet. Sie sind optisch unter dem Stereomikroskop kaum zu erkennen, wohl aber mit dem Elektronenmikroskop. Da Magnetite stark magnetisch reagieren, wirken sie wesentlich dabei mit, dass die Mikrometeorite des Typs BO in aller Regel in den magnetischen Teilproben landen (Methode siehe hier). In der Regel sind beim Typ BO an der Oberfläche neben kleineren Einzelkristallen auch größere dendritische Magnetitkristalle (Tannenbäumchen ähnelnd) vorhanden. Im Querschnitt offenbaren sich hingegen beim Typ BO selten dendritische Magnetite sondern lediglich kleine Magnetitkristalle (vergleiche Querschnitt von THMM413 oben). Es ist naheliegend, dass an der Partikeloberfläche der Sauerstoff aus der Erdatmosphäre bei der Magnetitbildung eine Rolle spielt. Manchmal fehlen Magnetitkristalle aber ganz, dennoch landen auch diese Partikel in den magnetischen Teilproben.

THMM413, BO, BSE

THMM378, BO, BSE

THMM223, BO, BSE

THMM410, BO, BSE

A, B: THMM413 (A) und THMM378 (B) zeigen an der Oberfläche neben kleinen Magnetitkristallen auch zahlreiche dendritische Magnetite. C, D: Bei THMM223 (C) und THMM410 (D) fehlen Magnetitkristalle.

Während die allermeisten Vertreter des Typs BO dunkelgrau bis schwarz sind, kommen gelegentlich auch helle Exemplare vor.

THMM419, BO, Lichtfoto, BSE, Querschnitt BSEHMM419), links: Lichtfoto, mittig Elektronenmikroskopaufnahme, rechts Elektronenmikroskopaufnahme des Querschnitts. Er weist keine Magnetitkristalle auf.

Nicht jede äußerlich bandförmige Struktur resultiert von gebänderten Olivinen. Manchmal ähneln oberflächlich parallel angeordnete große Kristalle gebänderten Olivinen, ein Querschnitt zeigt jedoch, ob die Anordnung der Kristalle im Innern gebändert oder womöglich ungeordnet porphyritisch ist.

THMM247, PO, Lichtfoto, BSE, Querschnitt BSE

THMM392, PO, Lichtfoto, BSE, Querschnitt BSE

A: THMM247 und B: THMM392.

Auch können die Olivinbänder an den Rändern der Partikel und im Innern unterschiedlich deutlich ausgeprägt sein, was zu unterschiedlicher Typenzuordnung führen kann, abhängig davon, ob man einen Querschnitt anfertigt und berücksichtigt oder nicht. So treten an den Partikelrändern manchmal deutlich erkennbare Olivinbänder auf, im Querschnitt hingegen sind diese aber kaum zu erkennen und die Struktur ist eher feinkristallin. Insbesondere der Typ Microcrystalline (zu Typ Cryptocrystalline) weißt in der Regel stellenweise an der Oberfläche erkennbare gebänderte Olivinkristalle auf.

THMM388, BO, Lichtfoto, BSE, Querschnitt BSE

THMM432, BO, Lichtfoto, BSE, Querschnitt BSE

A) kaum als solche zu erkennen (THMM388) oder (B) nur am Rand ausgeprägt (THMM432). Links Lichtfotographie, mittig Elektronenmikroskopaufnahme der Oberfläche, rechts Elektronenmikroskopaufnahme des Querschnitts.

Bei den kleinen Exemplare < 100 µm sind gebänderte Olivine an der Oberfläche oft nicht mehr klar erkennbar. Es wird dann schwieriger, eine Trennung zwischen den Typen Barred Olivine und Cryptocrystalline vorzunehmen.

THMM524, BO, BSE

THMM53, BO, BSE

A: THMM524, B: THMM533.

Metalltropfen kommen bei etwa 15 % der Mikrometeoriten des Typs BO vor. Sie sind oft an einem der beiden schmaleren Enden des eiförmigen Partikels zu finden. Ein oft beobachtetes Phänomen mit bislang ungeklärter Ursache ist, dass dieser Metalltopfen meist etwas vom Kopf nach außen verlagert ist.

THMM45, BO, BSE

THMM201, BO, Lichtfoto, BSE, BSE Querschnitt

THMM395, BO, Lichtfoto, BSE, Querschnitt BSE

A: THMM201, B: THMM395.

Gelegentlich sind die Metalltropfen an der Partikeloberfläche von einer Metallkruste umgeben, welche die Oberfläche des silikatischen Körpers überzieht.

THMM432, BO, Lichtfoto, BSETHMM432): links Lichtfoto, rechts Elektronenmikroskopaufnahme; siehe auch THMM45 und THMM201 oben.

Weitere etwa 15 % der BO-Sphärulen tragen Vertiefungen, in den sich ein Metalltropfen befunden hat, bevor dieser sich vom silikatischen Teil abgelöst hat. Die Ablösung des Metalls vom silikatischen Teil kann schon während des Schmelzprozesses passieren, möglicherweise jedoch auch später auf der Erde im Rahmen des Verwitterungsprozesses.

THMM234, BO, Lichtfoto, BSETHMM234): links Lichtfoto, rechts Elektronenmikroskopaufnahme.

THMM712, BO, BSE

Beim Typ BO findet sich selten auch eine Öffnung an der Oberfläche, durch die vermutlich Gas aus dem Inneren entwichen ist. Löcher von entwichenen Metalltropfen und „Entgasungslöcher“ lassen sich nicht immer leicht eindeutig voneinander unterscheiden.

THMM474, BO, Lichtfoto; THMM573, BO, BSETHMM474), rechts Elektronenmikroskopaufnahme (THMM573).

Ein gelegentliches Phänomen sind mitunter lang ausgezogene Enden, die oft von einer glasartigen Schmelze dominiert werden, im Englischen als „tails“ bezeichnet (vgl. Suttle et al. 2021).

THMM522, BO, Lichtfoto, BSE

THMM596, BO, Lichtfoto, BSE

A: THMM522, B: THMM596.

Eine seltene und nur am Elektronenmikrostop erkennbare Erscheinung sind winzige, etwa 1 µm große Metalltröpfchen bestehend aus den Platingruppenelementen (Platin, Osmium, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Palladium) unter Beimischung von Eisen und Nickel, wobei Palladium in der Regel wegen des deutlich geringen Siedepunktes stark unterrepräsentiert ist.

THMM395, BO, Querschnitt BSE; THMM306, BO, BSE PGE nugget A: Elektronenmikroskopaufnahme des Querschnitts von THMM395 – der Pfeil zeigt auf das PGE-Nugget; B: Elektronenmikroskopaufnahme der Oberfläche von THMM306 – das PGE-Nugget ist (nach Herunterregelung der Helligkeit am Elektronenmikroskop) deutlich heller als Magnetit und auch heller als Nickeltröpfchen; C: das charakteristische Elementspektrum des PGE-Tröpfchens von THMM306.

Der Typ Cryptocrystalline (CC)

Mikrometeorite des Typs Cryptocrystalline sind optisch vielfältig, sowohl in Farbe, Oberflächenstrukturen als auch Form. Rund 20-30 % aller Mikrometeorite > 100 µm werden dem Typ CC zugeordnet. Sie lassen sich in drei Varianten untergliedern:

- Cryptocrystalline, Variante normal (CC-n = CC-normal)

- Cryptocrystalline, Variante Turtleback (CC-t = CC-Turtleback)

- Cryptocrystalline, Variante Microcrystalline (CC-mc)

Die drei Varianten werden im Folgenden getrennt charakterisiert.

Lichtbilder CC-n, CC-t und CC-mc THMM214, THMM817)

THMM206 BSE section

THMM319 BSE section

THMM517 BSE section

THMM220 BSE section

A: Cryptocrystalline – normal (THMM206); B: Cryptocrystalline – Turtleback (THMM319); C: Cryptocrystalline – Microcrystalline (THMM517); D: Cryptocrystalline – Microcrystalline (THMM220).

Crytocrystalline, Variante normal

Sie sind unter dem Stereomikroskop oft durch eine glänzende glatte oder sehr fein strukturierte Oberfläche gekennzeichnet. Sie lassen sich meist gut von urbanen Sphärulen unterscheiden und sind gut zu erkennen. Die meisten Sphärulen sind dunkelgrau bis schwärzlich, nicht selten weisen diese aber auch andere Farben auf.

Farbige Mikrometeorite des Typs CC-nTHMM267, BMM-S7-2) oder elfenbeinfarbig (THMM140).

Die Form ist meist länglich ovalförmig (ellipsoid) mitunter mit einem etwas spitz zulaufenden Ende. In etwa der Hälfte der Fälle befindet sich mindestens ein Metalltropfen am verlängerten Ende. Eine Metallkruste an der Oberfläche um den Metalltropfen herum treten bei etwa 15 % der Sphärulen dieses Typs auf. Vertiefungen durch Absonderung der Metallschmelze vom silikatischen Körper („escape holes from metalbeads“) sind seltener zu beobachten. In Einzelfällen läuft ein Ende der Spärule in einer glasähnlichen Schmelze aus („tailed“), die in seltenen Fällen zu einem längeren Fortsatz ausgezogen sein kann. Entgasungslöcher an der Oberfläche sind sehr selten.

Mit Hilfe eines Elektronenmikroskop wird erkennbar, dass an deren Oberfläche oft noch einige kleine Magnetitkristalle vorkommen, dendritische Magnetitkristalle sind aber die Ausnahme.

THMM423 BSE- und Lichtbild

THMM320 BSE- und Lichtbild

THMM720 BSE- und Lichtbild

A: ovale Form (THMM423); B: unregelmäßigere Form (THMM320); C: bräunlich, magnetitfrei (THMM720).

THMM401 BSE- und Lichtbild

THMM289 BSE- und Lichtbild

THMM538 BSE- und Lichtbild

A: Metalltropfen und Metallkruste um den Metalltropfen herum (THMM401); B: Ausgezogenes (hier fast glasartiges) Ende („tail“) (THMM289); C: scharfkantige Strukturen (THMM538).

Der innerer Aufbau ist feinstkristallin und lässt oft keine geordneten Strukturen erkennen, stellenweise sind aber noch feine gebänderte Kristalle erkennbar. Magnetitkristalle im Innern sind klein bis nicht mehr erkennbar.

THMM206 BSE section

THMM423 BSE section

THMM401 BSE section

THMM386 BSE section

A: THMM206; B: THMM423; C: THMM401; D: THMM386.

Crytocrystalline, Variante Turtelback

Sie sind unter dem Stereomikroskop oft anhand ihrer charakteristischen Form und der tiefschwarzen Farbe erkennbar. Die knubbelige Überfläche resultiert daher, dass die Kristallisierung an verschiedenen Stellen der Oberfläche eingesetzt hat (erhöhte Stellen) und dann die Kristalle zusammengewachsen sind (vertiefte Stellen). Insgesamt sind die Sphärulen oft ausgesprochen rundlich.

Metalltropfen und Vertiefungen sind recht selten. PGE nuggets wurden bei etwa 10 % der Sphärulen beobachtet und damit etwas häufiger als bei den anderen Typen des S-Type. Mangetitkristalle fehlen an der Oberfläche nicht selten ganz, oft kommen jedoch einzelne, und in Vertiefungen gelegentlich auch dendritische Magnetitkristalle vor. Ihr innerer Aufbau ist feinkristallin.

THMM319 BSE- und Lichtbild

THMM619 BSE- und Lichtbild

THMM416 BSE- und Lichtbild

THMM626 BSE- und Lichtbild

THMM503 BSE- und Lichtbild

THMM375 BSE- und Lichtbild

A: ausgeprägte Form, keine Magnetite (THMM319); B: ausgeprägte Form, keine Magnetite (THMM619); C: ausgeprägte Form, Magnetite in Vertiefungen (THMM416); D: ausgeprägte Form, Magnetitkristalle auf den Erhebungen (THMM626); E: schwächer ausgeprägte Form, keine Magnetite (THMM503); F: schwach ausgeprägte Form (Übergang zu CC-n), keine Magnetite aber ein PGE-Tröpfchen (bestehend aus Platingruppen-Elementen) (THMM375).

THMM1015 Lichtbild

THMM319 BSE section

THMM150 BSE section

A: THMM319; B: THMM150.

Crytocrystalline, Variante Microcrystalline

Unter dem Stereomikroskop sind sie meist als matte, dunkelgraue bis schwarze rundliche oder ellipsoide kompakte Sphärulen zu erkennen. Sie enthalten stellenweise gebänderte Olivinekristalle aber auch feinstkristalline Partien und können auch als Übergangstyp zwischen Barred Olivine zu Cryptocrystalline (normal oder Turtleback) angesehen werden. Sie ist die häufigste der drei Varianten. Einzelne und dendritische Magnetitkristalle sind an der Oberfläche meist vorhandeln. Metalltropfen sind eher selten.

Mikrometeorite Typ CC-mc (1)THMM254, THMM214, THMM517, THMM113).

Mikrometeorite Typ CC-mc (2)THMM545, THMM330, THMM577).

Der innere Aufbau zeigt sowohl feinkristalline Bereiche als auch Bereiche mit größeren Kristallen, nicht selten in einem Gradienten ausgeprägt. Wenn gebänderte Olivine vorkommen, dann sind diese nur stellenweise vorhanden (Übergang zu Barred Olivine). Dendritische Magnetitkristalle sind die Ausnahme.

THMM507 Licht-, BSE-Bild, BSE section

THMM202 Licht-, BSE-Bild, BSE section

THMM220 Licht-, BSE-Bild, BSE section

A: THMM507, B: THMM201, C: THMM220. Gemeinsam ist allen dreien, dass sie sowohl an der Oberfläche als auch im Anschliff sowohl feinkristalline als auch grobkristalline Bereiche zeigen.

Der Typ Porphyritic (PO)

Mikrometeorite des Typs Porphyritic gehören zu den formenreichsten. Etwa 20-30 % aller Mikrometeorite > 100 µm werden dem Typ PO zugeordnet.

Die meisten Exemplare sind ausgesprochen tief-schwarz und glänzend, wodurch sie unter dem Stereomikroskop von den meisten terrestrischen Partikeln unterschieden werden können. Gelegentlich sind sie aber bräunlich, grünlich oder hellbraun bis elfenbeinfarben.

schwarze und farbige Vertreter des Typs POTHMM216, THMM288) und farbige (THMM713, THMM774, THMM850) Vertreter des Typs Porphyritic (PO).

An der Oberfläche lassen sich oft große, willkürlich angeordnete, idiomorphe (also mit den charakteristischen Kristallflächen ausgestattete) Olivinkristalle eingebettet in eine glasartige Matrix erkennen. Fehlen erkennbare Olivinkristalle, so helfen andere Erkennungsmerkmale wie z. B. die Chrom-reichen Magnetite, einzelne Chromitkristalle oder die insg. chondritische Elementzusammensetzung, wobei Magnesium in Oberflächenmessungen manchmal stark unterrepräsentiert ist.

BSE-Bilder zweiter verschiedener Mikrometeorite des Typs PO THMM238 mit großen idiomorphen Olivinkristallen (dunklere Bereiche), rechts THMM387 mit Chrom-reichen verzweigten Magnetitkristallen (helle Bereiche).

Manchmal wird erst im Anschliff der kristalline Aufbau klarer erkennbar. Zudem zeigt sich erst dann, dass häufig auch Teile der ursprünglichen Minerale vom Aufschmelzen verschont geblieben sind und nun als Inseln von Reliktmineralen (am häufigsten Forsterit, also Mg-reiche Olivinkristalle) in der wiedererstarrten Schmelze zu finden sind. Solche Exemplare werden oft mit dem Zusatz „Relict-bearing“ gekennzeichnet.

Die erstmals von van Ginneken et al. (2017) beschriebene Unterscheidung zwischen normaler PO und µPO basiert auf unterschiedlichen Mutterkörpern und äußert sich in unterschiedlichen Ausprägungen der Kristallstrukturen. Der normale PO hat große, gut ausgeprägte (euhedrale) Olivinkristalle und ist meist kompakt, der µPO besitzt kleinere nur unvollständig ausgebildete (subhedrale) Olivinkristalle und ein erhöhtes Maß an Porösität. Dessen Mutterkörper war feinkristallin und reich an volatilen Elementen. In der nachfolgenden Grafik könnte man THMM217 (C) dem Typ µPO zuordnen, bei allen anderen deutet die Größe der Olivinkristalle eher auf eine Zuordnung zum Typ normaler PO. Der vorherrschende Gradient in der Kristallgröße von THMM217 verdeutlicht jedoch, dass eine Zuordnung mitunter schwierig ist.

BSE section THMM473

BSE section THMM461

BSE section THMM217

BSE section THMM387

BSE section THMM450

BSE section THMM542

A: vollständig aufgeschmolzen gewesen (THMM473); B: überwiegend geschmolzen, mit einem Reliktmineral (THMM461); C: überwiegend geschmolzen, einzelne Reliktminerale, ein NiFeS-Metalltropfen, Gradient in der Größe der Kristalle (THMM217); D: große Reliktminerale dominieren (THMM387); E: mit reliktischer ca. 75 µm großer Chondrule unten links im Bild (THMM450); F: teilgeschmolzen und stark porös, großer Anteil an Reliktmineralen (THMM542).

Magnetite können an der Oberfläche fehlen oder wenn vorhanden sehr unterschiedliche Formen annehmen: grobe und feine Kristalle, einzelne Kristalle und dendritische Formen, chromarme und chromreiche Magnetite. Chromitkristalle sind beim Typ PO deutlich häufiger anzutreffen als bei anderen Typen. Auch im Innern des Körpers können Magnetikristalle vorkommen oder fehlen.

THMM509 BSE- und Lichtbild

THMM461 BSE- und Lichtbild

THMM536 BSE- und Lichtbild

THMM620 BSE- und Lichtbild

THMM406 BSE- und Lichtbild

THMM382 BSE- und Lichtbild

A: Magnetit fehlt (THMM509); B: Magnetit in Form von groben („klobigen“) Kristallen (THMM461); C: Magnetit in Form sehr feiner Kristalle (THMM536); D: typische (chromarme) dendritische Magnetite („Weihnachtsbaumform“) (THMM620); E: Chrom-reiche Magnetite in Form gewundener verzweigter Kristalle, fast ausschließlich beim Typ PO vorkommend (THMM406); F: ohne Magnetit aber mit einzelnen Chromitkristallen (THMM382).

Metalltropfen kommen bei etwa 25 % der Mikrometeoriten des Typs PO vor. Diese sind meist kleiner als bei den Typen BO und CC. Metallkrusten sind deutlich seltener zu beobachten.

THMM355 BSE- und Lichtbild

THMM774 BSE- und Lichtbild

A: Metalltropfen verschiedener Größen (THMM355); B: Metalltropfen, teilweise umgeben von einer Metallkruste (THMM774).

Porösität beim Typ PO reicht von nicht vorhanden bis außerordentlich stark. Oft geht mit stärkerer Porösität auch eine zerklüftete Oberfläche einher.

THMM461 BSE- und Lichtbild

THMM806 BSE- und Lichtbild

A: kompakte Form (THMM461); B: stark poröse Form (THMM806).

Auch wenn viele Exemplare ausgesprochen rundlich sind, so gibt es auch besonders stark langgezogene Vertreter des Typs PO.

runde und langgestreckte Formen des Typs POTHMM576, THMM583 und langgestreckte (THMM607, THMM1000) Vertreter des Typs Porphyritic (PO).

Einige Exemplare lassen kleine Auswüchse an der Oberfläche erkennen, im Englischen „Microtails“ genannt. Diese deuten vermutlich auf eine geringe Maximaltemperatur im Aufschmelzprozess hin. So wurde Mikrometeorit THMM465 zunächst anhand äußerer Merkmale dem Typ PO zugeordnet. Nach Anschleifen des Partikels und mit dem Blick ins Innere stellte sich jedoch heraus, dass dieser nur außen aufgeschmolzen war und im Innern, wenn auch deutlich thermisch überprägt, seine ursprüngliche Kristallzusammensetzung beibehalten hat, also nicht zu einem Schmelztropfen wurde und entsprechend als UMM „unmeldet micrometeorite“ einzustufen ist.

3 Vertreter des Typs PO mit "microtails"THMM213, THMM531, THMM612)

THMM465 Licht-, BSE- und AnschliffbildTHMM465 als Vertreter eines ungeschmolzenen Mikrometeorits (UMM), der außen jedoch angeschmolzen war und daher bei Betrachtung der Oberfläche dem Typ PO ähnelt. Auffällig sind die zahlreichen Auswüchse („Microtails“). Links Lichtfoto, mittig BSE-Aufnahme am Elektronenmikroskop, rechts BSE-Aufnahme des angeschliffenen Partikels mit Blick ins Innere.

Mikrometergroße PGE-Nuggets (Tröpfchen bestehend aus den Platingruppenelementen zusammen mit Eisen oder Nickel) können selten auch beim Typ PO am Rasterelektronenmikroskop entdeckt werden.

EDS Grafik von THMM316THMM316) und unten Mengenangaben der Elemente (meist in Oxid-Form).