Kosmochronologie

Die Kosmochronologie ist der wissenschaftliche Versuch, das Alter und die früheste Entwicklung des Sonnensystems zu bestimmen. Dies kann durch die Untersuchung von Meteoriten geschehen, die in den meisten Fällen Reste von asteroidalen Stammkörpern sind, die selbst innerhalb der ersten Million Jahre des 4,56 Ga alten Sonnensystems aufgearbeitet (z. B. geschmolzen, metamorphisiert) wurden. Eines der nützlichsten Werkzeuge, um eine angemessene Zeitauflösung während der Altersbestimmung früher Sonnensystemereignisse zu erhalten, sind kurzlebige Radionuklidsysteme. Durch die Messung der Menge radiogener "Tochter"-Isotope, die durch radioaktiven Zerfall aus einem kurzlebigen (jetzt verschwundenen) "Mutter"-Isotop mit bekannter Halbwertszeit entstehen, können Kosmochemiker ein "relatives Alter" für das Ausgangsmaterial feststellen. Dieses relative Alter kann dann auf einer absoluten Zeitskala verankert werden (festgelegt durch langlebige Chronometrie).

Einer der fundamentalsten Prozesse im frühen Sonnensystem sind asteroidale Differenzierungsprozesse (z. B. Schmelzen von Asteroiden und anschließende Bildung von Asteroidenkernen, -mänteln und -krusten). Die Chronologie solcher asteroidalen Differenzierungsprozesse zu beleuchten, ist daher eines der Hauptziele der Kosmochronologie. Im letzten Jahrzehnt lieferte die Anwendung des kurzlebigen Chronometers ¹⁸²Hf-¹⁸²W (T_1/2 = 8,9 Ma) an Materialien des frühen Sonnensystems, insbesondere auf Eisenmeteorite, eine genauere Eingrenzung des zeitlichen Ablaufs der Kernbildung (d.h. Metallsegregation), der Silikatschmelze sowie der Metamorphose in asteroidalen Elternkörpern.

Kosmochemische Anwendungen des Departments umfassen die Untersuchung von

¹⁸²Hf/¹⁸²W und ¹⁴⁶Sm/¹⁴²Nd Datierung extraterrestrischen Materials
¹⁸⁷Re-¹⁸⁷Os Systematik und Platingruppenelementsignaturen von Meteoriten
Messung von kosmischen Strahlungsexpositionseffekten auf Meteoriten (unter Verwendung von Isotopen mit hohen thermischen Neutroneneinfangsquerschnitten; z.B. ¹⁴⁹Sm),
Bestimmung nukleosynthetischer Isotopenanomlalien in Meteoriten (s-, r- und p-Prozess-Nuklide)

Des Weiteren bestehen umfangreiche Kooperationen mit den Universitäten Bonn, Köln, Göttingen und Tübingen (Sauerstoff-, Molybdän- und Selenisotopie, HFSE ID, LA-ICP-MS etc.).

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