Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie der Stickstoff auf die Erde kam

19.01.2015

Mineralogen der Universität Jena analysieren das chemische Erbe von Meteoriten

Es ist das Gas, das mit fast 80 Prozent den Hauptbestandteil der Luft bildet: Stickstoff. Tagtäglich atmen wir mehrere tausend Liter davon ein. Das farb- und geruchlose Gas ist jedoch nicht nur in der Atmosphäre allgegenwärtig. Auch wir selbst und alle anderen Lebewesen bestehen zu einem erheblichen Teil aus Stickstoff – ohne ihn hätte sich das Leben auf der Erde vermutlich nie entwickelt.


Die Mineralogen Prof. Dr. Falko Langenhorst und Dr. Dennis Harries (vorne) von der Universität Jena.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Dabei weist der irdische Stickstoff eine recht charakteristische chemische Signatur auf, die ihn deutlich von Stickstoffvorkommen in anderen Regionen unseres Sonnensystems unterscheidet. Wie dieser einstmals auf die Erde gelangt ist, ist bislang jedoch ungeklärt.

Mineralogen der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben jetzt in zwei Meteoriten neue Hinweise entdeckt, die zur Klärung dieser Frage beitragen können. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“ präsentieren sie Forschungsergebnisse, die belegen, dass der in den Mineralen der Meteoriten gespeicherte Stickstoff und der Stickstoff in der Erdatmosphäre ursprünglich aus derselben Quelle stammen müssen (DOI: 10.1038/NGEO2339).

Dazu hat das Team um Prof. Dr. Falko Langenhorst Proben der Ende der 1970er Jahre von japanischen Forschern in der Antarktis entdeckten Meteoriten „Yamato 791198“ und „Yamato 793321“ untersucht. „Überraschenderweise haben wir darin das sehr seltene Mineral Carlsbergit gefunden“, sagt Prof. Langenhorst. Dieses Mineral enthält neben Chrom auch große Mengen Stickstoff.

„Seiner atomaren Signatur nach stimmt der Stickstoff aus dem Meteoritengestein mit dem der Erdatmosphäre fast exakt überein“, so der Mineraloge. Daraus lasse sich schließen, dass beide gemeinsamer Herkunft sein müssen.

Denn: Stickstoff ist nicht gleich Stickstoff. „Wie alle Elemente kommt auch Stickstoff in unterschiedlich gebauten Atomarten vor“, erläutert Dr. Dennis Harries, der Erstautor der aktuellen Studie. So liegt weit mehr als 99 Prozent des in der Natur vorkommenden Stickstoffs als sogenanntes [hoch] 14 N-Isotop vor. „Zu einem geringen Anteil ist aber auch das etwas schwerere [hoch] 15 N-Isotop zu finden.“

Wie groß dieser Anteil exakt ist, könne ein Hinweis auf den Ursprung des Stickstoffs sein. So ist bekannt, dass im Sonnenwind weit weniger dieses schwereren Stickstoffs anzutreffen ist, als in weit vom Zentrum des Sonnensystems entfernten Kometen. „In seiner Isotopen-Zusammensetzung unterscheidet sich der irdische Stickstoff sowohl von dem der Sonne als auch dem weit entfernter Kometen – stimmt aber mit dem der Meteoriten sehr gut überein“, unterstreicht Harries.

Wo sich die ursprüngliche Stickstoffquelle befand, darüber können die Forscher nur spekulieren. „Sie ist aller Wahrscheinlichkeit nach nicht mehr vorhanden“, sagt Langenhorst. Fest stehe allerdings, dass es sich um Stickstoff in Form von reaktivem Ammoniak gehandelt haben muss.

Anders hätte der Carlsbergit nicht entstehen können, da molekularer Stickstoff – wie er etwa in der Erdatmosphäre vorkommt – viel zu reaktionsträge ist. Die Forscher vermuten daher, dass ammoniakhaltiges Eis vor etwa 4,5 Milliarden Jahren zu den Zutaten des solaren Nebels gehörte, aus denen sich im Laufe der Entstehung des Sonnensystems auch die Erde und der Mutterkörper der beiden Meteoriten bildeten.

Original-Publikation:
Harries D, Hoppe P, Langenhorst F.: Reactive ammonia in the solar protoplanetary disk and the origin of Earth’s nitrogen. Nature Geoscience 2015, DOI: 10.1038/NGEO2339

Kontakt:
Prof. Dr. Falko Langenhorst, Dr. Dennis Harries
Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Carl-Zeiss-Promenade 10, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 948710, 03641 / 948736
E-Mail: falko.langenhorst[at]uni-jena.de, dennis.harries[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas
20.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Von GeoFlow zu AtmoFlow
20.04.2018 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von der Genexpression zur Mikrostruktur des Gehirns

24.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Bestrahlungserfolg bei Hirntumoren lässt sich mit kombinierter PET/MRT vorhersagen

24.04.2018 | Medizintechnik

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics