Schon die Griechen der Antike stellten Spekulationen darüber an, warum gelegentlich Steine vom Himmel auf die Erde fallen. Da ihnen keine chemischen Analysen zur Verfügung standen, gab es jedoch kaum Grundlagen für fundierte Aussagen. Dennoch kam schon im 5. vorchristlichen Jahrhundert der Philosoph Anaxagoras der Realität ziemlich nahe. Anaxagoras spekulierte, die Steine könnten bei Erdrutschen oder Erdbeben auf fremden Himmelskörpern entstehen und anschließend auf unsere Welt stürzen.

Bekanntermaßen ging viel griechisches und römisches Wissen mit dem Ende des Altertums verloren. Die Menschen des europäischen Mittelalters verteufelten Meteoriten, legten sie aus Furcht in Ketten und wagten kaum, sich mit ihrer Natur oder ihrem möglichen Ursprung zu befassen. Fast bis Ende des 18. Jahrhunderts hielten die Gelehrten Sternschnuppen für rein atmosphärische Phänomene und leugneten die Möglichkeit außerirdischer Objekte (mit Ausnahme der Planeten). Die „Donnersteine“ konnten nach ihrer Einschätzung beispielsweise durch Blitzeinschläge entstanden sein.

chladni
Meteoriten-Pionier Chladni – Quelle: gemeinfrei

Chladni als Wegbereiter moderner Forschung

Als Begründer der modernen Meteoritenforschung gilt der deutsche Physiker Ernst Florens Friedrich Chladni. Chladni, der ansonsten hauptsächlich über Akustik forschte, veröffentlichte 1794 einen wegweisenden Aufsatz, in dem er frühere Deutungsmuster für Meteoriten entkräftete und stattdessen einen außerirdischen Ursprung vorschlug. Chladnis Ideen wurden allerdings erst von wenigen gesicherten Fakten gestützt und von anderen Wissenschaftlern weitgehend abgelehnt. Beides sollte sich innerhalb weniger Jahre ändern: Große Meteoritenfälle wie 1803 im französischen L’Aigle lieferten konkretes Anschauungsmaterial, während einige Forscher den chemischen Aufbau von Meteoriten untersuchten und Beweise für Chladnis Thesen fanden. Manche Meteoritensammler heutiger Tage haben sich auf diese frühen, historischen Funde spezialisiert.

Apt-Meteorit
Historisches Meteoriten-Fragment von Apt (Südfrankreich) aus dem Jahr 1803 – eigenes Foto

Zu den Pionieren der Meteoritenforschung gehörte seinerzeit auch der britische Chemiker Edward Charles Howard, nach dem der Meteoritentyp der „Howardite“ benannt wurde. Der französische Mineraloge Jacques-Louis de Bournon entdeckte 1802 die charakteristischen Silikatkugeln in Steinmeteoriten, die später „Chondren“ getauft wurden. Und 1808 befasste sich der Österreicher Alois von Beckh-Widmanstätten mit den nach ihm benannten Strukturen.

Die anschließenden Jahrzehnte zeichneten sich durch einen kontinuierlichen, aber eher langsamen Erkenntnisgewinn aus. So dauerte es bis Mitte des 20. Jahrhunderts, dass der Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter als Ursprung der meisten Meteoriten erkannt wurde.

Forschung heute: exakt messen, analysieren und einordnen

Viel schnellere Fortschritte macht die Meteoritenforschung, seitdem genaue Analysen von Meteoritenmaterial und Vergleiche mit anderen Himmelskörpern möglich sind. Heute lässt sich die Verteilung von chemischen Elementen und verschiedenen Isotopen in Meteoritengestein und in enthaltenen Gaseinschlüssen exakt messen. Die Uran-Blei-Datierung und andere Methoden erlauben es, das Alter von irdischen wie außerirdischen Gesteinen zu bestimmen. Dabei messen Wissenschaftler, wie viel des im Gestein natürlich enthaltenen Urans sich per radioaktivem Zerfall in Blei umgewandelt hat. Mit Hilfe dieses Verfahrens ließ sich die Entstehung der allerersten Minerale (der CAIs) unseres Sonnensystems auf etwa 4,67 Milliarden Jahre datieren. Auch die Zeit, während der sich Meteoriten frei im Weltall bewegten (das Bestrahlungsalter) lässt sich auf atomarer Ebene gut nachvollziehen.

Die Vielzahl der Analysen lassen sich schließlich mit bekannten Daten von Planeten, Asteroiden und Kometen abgleichen. Der besondere Wert von Meteoriten besteht vor allem darin, dass sie Gestein von anderen Himmelskörpern repräsentieren, die sonst nur mit großen Aufwand zu erreichen sind – und dass sie aufgrund ihres Alters zugleich einen Blick in die Frühzeit des Sonnensystems erlauben. Manche Meteoriten stammen sogar aus der Tiefe von Asteroiden oder (wie möglicherweise die Ureilite) von ehemaligen, längst untergegangenen Proto-Planeten.

Abgesehen von den Meteoriten liegen derzeit nur vom Erdenmond physische Gesteinsproben vor, die von US-amerikanischen und sowjetischen Mondmissionen gesammelt wurden. Die nächste Probe wird vom Asteroiden Bennu erwartet, der kürzlich Besuch von einer Raumsonde bekam. Auch auf Marsgestein müssen die Wissenschaftler weiter warten. Viele Daten von Asteroiden stammen stattdessen von Spektralanalysen: Das Sonnenlicht, das von einem Asteroiden in charakteristischer Weise teilweise reflektiert und teilweise absorbiert wird, verrät Einiges über die chemischen Elemente auf dem jeweiligen Himmelskörper.

ALH84001
Mikroskopaufnahme des Meteoriten ALH84001 mit möglichem Bakterium – Quelle: gemeinfrei / NASA

Aktuelle Forschungsaufgaben

Indem die Menschheit immer weitere Details über die Meteoriten und ihre Mutterkörper (Asteroiden, Mond und Mars) sammelt, kann sie die Entstehung des Sonnensystems detaillierter nachvollziehen. Besonders spannende Forschungsobjekte sind die kohligen Chondriten, in denen Partikel des präsolaren Urnebels (also älter als die Sonne) identifiziert wurden. Sie stammen möglicherweise von einer Supernova außerhalb unseres Sonnensystems und helfen bei der Überprüfung kosmologischer Modelle.

In manchen kohligen Chondriten und Ureiliten ist sogar der Nachweis von Aminosäuren (Eiweiß-Bausteinen) gelungen. Dies gibt der Theorie neue Nahrung, die Keime des irdischen Lebens seien aus dem Weltall gekommen. Manche Aufnahmen mit dem Rasterelektronenmikroskop, die von dem Marsmeteoriten ALH 84001 gemacht wurden, scheinen fossile Bakterien zu zeigen. Eine wirklich sichere Identifizierung außerirdischer Bakterien ist aber trotz manch spannender Entdeckungen noch nicht gelungen.

Aktuelle Forschungsansätze befassen sich unter anderem mit den CAIs, mit Fremdeinschlüssen in Chondriten, frühem Vulkanismus und wasserhaltigen Gesteinen. Dabei werden auch bestehende Analysen überprüft, Meteoriten gegebenenfalls neuen Typen und Mutterkörpern zugeordnet. Das ferne, aber durchaus erreichbar scheinende Ziel ist ein geschlossenes Bild des Sonnensystems – in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft.

Meteoritenforschung in Vergangenheit und Gegenwart