Der Dolch des Pharao, oder: Was man auch noch mit Meteoriten so anstellen kann

Meteorite sind natürlich (!) zunächst mal seltene wissenschaftliche Proben, die auch entsprechend behandelt werden sollten. Ist in der Regel selbstverständlich. Natürlich gab es Zeiten, wo man noch eine andere Sicht der Dinge hatte, und so ist es nicht verwunderlich, dass gerade Eisenmeteorite gerne mal anderen Verwendungszwecken zugeführt wurden.  Und das führt uns zu einer weiteren Verbindung zweier verschiedener Forschungsgebiete, dieses mal der Archäologie und der Meteoritenforschung.

Da ist natürlich Vorsicht angebracht. Die Verbindung von Archäologie und Dingen extraterrestrischer Herkunft zieht gerne auch eher grenzwissenschaftlich, ja esoterisch angehauchte Zeitgenossen an (z.B. Pyramiden-Erich, wir älteren erinnern uns).

Aber es gibt auch seriöse Forschung auf diesem Gebiet. Zum Beispiel hat Diane Johnson, eine Bürokollegin aus einer alten Wirkungsstätte von mir in Großbritannien die Untersuchungen archäologischer Artefakte, die aus Meteoriten hergestellt wurden, sogar zu ihrem Forschungsgebiet gemacht. Eine weitere, mehrheitlich italienische Gruppe um Daniela Comelli (Mailand) hat jetzt eine weitere Studie veröffentlicht: The meteoritic origin of Tutankhamun’s iron dagger blade (Hier gibt es das Paper für umsonst, sehr lobenswert).

Pharao Tutankhamun ist hierzulande als Tutanchamun bekannt. 18.Dynastie, 1332 bis 1323 v. Chr., Danke Wikipedia. Aber da war doch noch was. Genau, das war der Pharao, dessen Grab 1922 von einem gewissen Howard Carter geknackt wurde. Und wir wissen ja alle, die das endete (Kreisch!). Aber als kühler, rationaler Naturwissenschaftler lässt man sich von so was dann doch nicht beeindrucken. Also hoffen wir mal, keine Serie an bizarren Todesfällen unter Meteoritenforschern in den nächsten Jahren erleben zu müssen  </schweissvonderStirnwisch>.

Was also gibt das Papyrus Paper in Meteoritcs&Planetary Science preis ? Zum einen, dass die Idee nicht ganz neu ist –  aber die bisherigen Untersuchungen halt weit auseinander lagen, um ein eindeutiges Urteil zu fällen.  Ein großes Problem ist, die Artefakte in ein Labor zu kriegen, um sie richtig zu untersuchen. Es handelt sich eben um einmalige Objekte, die wohl nicht so gerne ausgeliehen werden. In diesem Fall einer der beiden Dolche, die im Grab des Pharao gefunden wurden. Einer mit einer Klinge aus Gold (auch nicht schlecht), der andere mit einer aus Eisen (das damals wertvoller als Gold war).

Wie also hat man den extraterrestrischen Ursprung des Eisens bestimmt? Mit einer eigentlich schon recht alten Technik, der Röntgenfloureszenz-Analyse (RFA). Dabei wird die Probe mit einem Röntgenstrahl über einen Wellenlängenbereich bestrahlt, was Elektronen in den Atomen der Probe aus ihren Orbitalen heraus hüpfen lässt. Danach fallen Elektronen aus höheren Orbitalen in die ‘leeren’ Orbitale zurück, und geben dabei eine charakteristische Energiemenge ab. Und die erlaubt, die Elemente in einer Probe quantitativ zu bestimmen. Die Technik ist für Mineral- und Metallproben zunächst mal nicht-destruktiv, schon mal ein großer Vorteil. Allerdings werden Proben in der Regel für eine verbesserte Qualität der Analyse pulverisiert und zu Schmelztabletten verarbeitet. Das war bei dem Dolch verständlicherweise nicht machbar, also wurde ‘in-situ’, direkt auf der Probe in einem Labor im Ägyptischen Museum zu Kairo gemessen. Solche ‘in-situ’-Messungen sind gerade mit neueren Geräten durchaus machbar. Es gibt sogar schon kleine Handgeräte, zu meiner Studentenzeit waren die RFA noch in der Größe eines Schreibtisches. Zur Kalibrierung wurden Metallproben sowie Eisenmeteorite mit schon genau bestimmter Zusammensetzung gemessen, um die Ergebnisse interpretieren zu können.

Wie aber unterscheidet man einen Meteoriteneisen von irdischem Metall ? Erst mal was über die Eisenmeteorite an sich. Sie bestehen natürlich nicht nur aus Eisen, sondern aus allen Elementen, die sich geo/kosmochemisch ähnlich verhalten. Das nennt sich nach der Einteilung der Elemente durch Victor Goldschmidt die siderophilen Elemente. Das sind erst mal Eisen, Nickel und Kobalt. Aber auch Mangan, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin und Gold gehören in den engeren Kreis. Im Periodensystem der Elemente ist das in etwas Gruppe 7-10. Da die Elemente bildungsbedingt nicht in gleichen Mengen vorkommen (siehe den vorhergehenden Beitrag), ist es aber aussichtslos, einen Eisenmeteoriten aus Gold oder Platin zu finden, diese Elemente kommen nur in Spuren vor (aber natürlich häufiger als in Steinmeteoriten). Es dominieren Eisen und noch Nickel (das noch bis zu beinahe 20% ausmachen kann). Der Rest ist dann unter ferner liefen.

Und wie kam es dazu, dass sich diese Elemente derart konzentrierten ? Eisenmeteorite sind die abgekühlten Kerne differenzierter Planetesimale (heut in der Form von Asteroiden bekannt). Wahrscheinlich entstanden aus chondritischem Ausgangsmaterial, das in den ersten Millionen Jahren des Sonnensystems durch den Zerfall kurzlebiger Isotopen aufgeheizt wurde. Dabei schmolz der bis zu ein paar hundert Kilometer durchmessende Mutterkörper auf. Dichtes Material (Siderophile) wanderte in den Kern, der Rest bildete Mantel und Kruste, vor allem aus den Silikaten (schöner Artikel aus Hawaii hier).

Eisenmeteorite bestehen aber nicht nur aus dem Eisenmaterial. Sie zeigen Einschlüsse z.B. aus Sulfiden und Silikaten. Der Übergang zu den Stein-Eisenmeteoriten ist eher fliessend. Letztere sind in Form der Pallasite mit kleinen Oliveneinschlüssen visuell sehr attraktiv. Die Mesosiderite sind wilde Mixturen aus Gesteinsfragmenten und Metall, wohl Überreste jener Kollisionen im frühen Sonnensystem während der Wachstumsphase.

Was also kam bei den Untersuchungen des über 30 cm langen Dolches heraus ? Das Metall zeigt eben die erwarteten erhöhten Nickel- und Kobaltgehalte, die eindeutig auf eine meteoritische Herkunft hindeuten. Leider lies sich die Zusammensetzung nicht genau genug bestimmen, um das Metall einer bestimmten Untergruppe der Eisenmeteorite zuzuordnen (auch Eisenmeteorite haben so was wie einen Stammbaum).

Zu einem Dolch aus Meteoriteneisen passt auch, dass sich die Bezeichnung für Eisen in etwa zu der Zeit Tutanchamuns zu “Iron of the Sky” wandelte, was ja auch passen würde. Ein Eisenklotz,der spektakulär vom Himmel fällt, das beeindruckt auch heute noch ungemein, und sollte früher wohl noch eindrücklicher gewesen sein.

 

Mein Interesse an Planetologie und Raumforschung begann schon recht früh. Entweder mit der Apollo/Sojus Mission 1975. Spätestens aber mit dem Start der Voyager-Sonden 1977, ich erinnere mich noch wie ich mir mein Leben in der fernen Zukunft des Jahres 1989 vorzustellen versuchte, wenn eine der Sonden an Neptun vorbeifliegen würde. Studiert habe ich dann Mineralogie in Tübingen (gibt es nicht mehr als eigenständiges Studienfach). Anstatt meinen Kommilitonen in die gängigen Richtungen wie Keramikforschung zu folgen, nahm ich meinen Mut zusammen und organisierte eine Diplomarbeit über Isotopenanalysen von Impaktgestein aus dem Nördlinger Ries Einschlagkrater. Dem folgte dann eine Doktorarbeit über primitive Meteorite in Münster. Nach 10 Jahren als PostDoc in verschiedenen Ecken der Welt arbeite wieder am Institut für Planetologie in Münster, an Labormessungen für die ESA/JAXA Raumsonde BepiColombo, die demnächst zum Merkur aufbrechen wird. Mein ganzes Arbeitsleben drehte sich bisher um die Untersuchung extraterrestrischer (und damit verwandter) Materialien: Gesteine aus Impaktkratern, die ganze Bandbreite Meteoriten (von den ganz primitiven Chondriten bis hin zu Marsmeteoriten). Zu meiner Forschung gehören auch Laborexperimente, in denen Vorgänge im frühen Sonnensystem nachgestellt wurden. Mein besonderes Interesse ist, die Laboruntersuchungen von extraterrestrischem Material mit Fernerkundungsdaten (im Infrarot) zu verknüpfen. Das vor allem mit Daten aus der planetaren Fernerkundung durch Raumsonden, aber auch mit Beobachtungen junger Sonnensysteme durch Teleskope.

3 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Ich habe folgende Information der Einführung in die Materialwissenschaft I von Prof. Dr. Helmut Föll
    (http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/index.html) entnommen. In seinem Werk geht er auch auf Tutanchamuns Dolch ein.

    Das folgende Zitat ist von mir aus dem Englischen übertragen worden.

    “Es ist eine Tatsache, daß die Eskimos in Grönland für hunderte von Jahren Eisenwerkzeuge aus einem großen (30 t) Meteoriten fertigten. Irgendein amerikanischer Forscher (Admiral R. Peary) stahl ihn schließlich (er würde dies allerdings nicht so ausgedrückt haben) in den 1890er Jahren und hatte ziemliche Mühe ihn ins Natural History Museum in New York zu schaffen.”

    • Danke für den Link, Werkstoffissenschaften sind für mich als Mineralogen immer interessant. Der Text hat leider keine Suchfunktion, wo finde ich den Teil mit Tutanchamun ? Was die Eskimos betrifft, die Ägypter waren sicher nicht die einzige Zivilisation, die aus Meteoriteneisen Gegenstände herstellten.

  2. Auf der ersten Seite ist links oben eine Art Index mit der Überschrift “MaWi 1 – Skript”, dann den Punkt “Verformung” wählen der zur Seite “8. Plastische Verformung von Kristallen” führt. Hier “8.4 Steel” oder “8.4.1 Plain Carbon Steels” wählen und gleich am Anfang der Seite unter “Some Preliminary Remarks” nach
    A short history of Iron and steel
    In German.
    In English (the newer and occasionally updated version).
    suchen. Die Option “In English” (die deutsche Version geht nur knapp auf unser Thema ein) führt dann endlich zum Ziel, es ist auch ein Bild des Meteors dabei.
    Es existiert auch die Fortsetzung “Einführung in die Materialwissenschaft II” mit dem Link:
    http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw2_ge/index.html

    Ich freue mich, daß ich Ihnen behilflich sein konnte, denn ich vefolge mit großem Interesse Ihre Blogs die sehr informativ und vergnüglich geschrieben sind.

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