Bestimmung der Aktivitätskoeffizienten von Si, Cr und V in FeNi-Legierungen und Implikationen für die Entstehung von Eisenmeteoriten

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Die Wissenschaft ist heute der Meinung, dass Eisenmeteorite bis auf wenige Ausnahmen durch Aufschmelzung und gravitative Separation von Metall im Inneren von Kleinplaneten entstanden sind. Als Wärmequelle wird meist radioaktiver Zerfall von 26Al angenommen. Weitere Einzelheiten der Genese von Eisenmeteoriten sind unklar. Eisenmeteorite enthalten neben hohen Konzentrationen siderophiler Elemente wie Ni und Co, immer auch geringe Mengen lithophiler Elemente, wie Si, Cr oder V. Die Konzentrationen dieser Elemente sind empfindliche Indikatoren für die Bedingungen unter denen die Metall-Silikattrennung stattgefunden hat. Besonders wichtig sind hier Sauerstoffpartialdruck, Temperatur und Zusammensetzung der Metallphase. In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen wichtige thermodynamische Parameter bestimmt werden, die eine bessere Quantifizierung der Bildungsbedingungen von Metall-Silikatseparationen erlauben. Es sollen vor allem die Aktivitätskoeffizienten von Si, Cr und V in FeNi-Legierungen als Funktion von Temperatur und Legierungszusammensetzung bestimmt werden. Erste Ergebnisse zeigen eine starke Abhängigkeit der Si-Aktivitätskoeffizienten von Temperatur und Metallzusammensetzung in FeNi-Legierungen. Eisenmeteorite, die durch Kristallation aus einem vollständig aufgeschmolzenen Kleinplanten entstanden sind, sollten etwa 10 ppm Si enthalten, während partielles Aufschmelzen zu residualen Metallen mit nur etwa 0,5 ppm Si führen würde. Es sollen deshalb auch die Gehalte von Si und Cr in Eisenmeteoriten mittels Ionensonde bestimmt werden. Beide Elemente haben in den meisten Eisenmeteoriten Konzentrationen von weniger als 20 ppm, genauere Angaben sind nicht bekannt.