Der Begriff „Meteorit“ bezeichnet alle natürlichen Himmelskörper, die die Erdoberfläche erreichen. In ihrer Entstehungsgeschichte sind Meteoriten in aller Regel Produkte von galaktischen Unfällen: Wann immer in unserem Sonnensystem zwei Himmelskörper (meist Asteroiden) zusammenstoßen, resultieren zahlreiche Gesteinstrümmer, die in der Fachsprache Meteoride genannt werden. Kreuzt die Flugbahn eines solchen Meteorids mit unserer Erde, dringt der Körper zunächst mit großer, aber sehr variabler Geschwindigkeit in die Erdatmosphäre ein (12 bis 72 km/s).
In dieser Flugphase verursachen Luftionisierung und Reibung eine starke Hitzeentwicklung. Der Meteorid leuchtet kurz auf (wobei ganz unterschiedliche Farben des Lichtspektrums vorkommen können) und verdampft in den meisten Fällen in der oberen Atmosphäre. Manchmal kann man den mit Überschallgeschwindigkeit fliegenden Körper sogar hören. Da sich der Schall viel langsamer ausbreitet als das Licht, kann es mehrere Minuten dauern, bis dieses Donnergrollen auf der Erdoberfläche angekommen ist.
Nur große Meteoride mit mehreren Metern Durchmessern haben eine realistische Chance, den weiteren Fall und den abschließenden Erdaufprall zu überstehen. Was wir auf der Erde finden und schließlich „Meteorit“ nennen, ist also nur ein Bruchteil der ursprünglichen Masse. Oft zerplatzt der Meteorit in der Luft in viele – manchmal Hunderte – von einzelnen Objekten, die in einem als Streufeld bezeichneten Areal niedergehen. Ein Meteorit kommt also eher selten als einzelner Stein.
Der Ursprung der Meteoriten-Materie
Die Materie, aus der einige Meteoriten bestehen, ist teilweise 4,67 Milliarden Jahre alt und stammt aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems. In dieser Phase formten sich aus einem solaren Urnebel sogenannte Planetesimale, die Vorläufer der späteren Planeten und Asteroiden. Gerade in dieser Frühzeit des Sonnensystems veränderten sich die geologischen Bedingungen sehr stark: Das erste feste Gestein verdichtete und erwärmte sich, schmolz teilweise, und in den größeren Asteroiden sammelten sich schwere Metalle im Kern. Und da die Meteoriten von diesen recht unterschiedlich aufgebauten „Mutterkörpern“ abgesprengt wurden, gibt es heute ganz verschiedene Meteoritentypen. Während man von Eisenmeteoriten annimmt, dass sie aus Asteroiden-Kernen stammen, haben Steinmeteoriten wohl ihren Ursprung in Asteroiden-Mänteln, die Stein-Eisen-Meteoriten dagegen in der Übergangszone zwischen Mantel und Kern (mehr zu den Asteroiden-Mutterkörpern hier).
Im Jahr 2018 wurde in Marokko der erste Meteorit gefunden, der nach aktuellen, aber noch nicht abgeschlossenen Analysen sogar von der Erde selbst stammen könnte: Der Meteorit mit der Bezeichnung „NWA 13188“ wurde eventuell vor einigen Jahrtausenden aus der Erdkruste herausgeschlagen und ins Weltall geschleudert, bis er wieder auf die Erde zurück fiel.
Blick über unser Sonnensystem hinaus
Nachdem die erste Materie des Sonnensystems vor mehr als 4,6 Milliarden Jahren entstand, hat das Gestein also teilweise drastische Veränderungen durchgemacht. Besonders wenig verändert hat sich das undifferenzierte Ausgangsmaterial der Chondriten. Diese enthalten Silikatkugeln, die auf einen nur kurzen Erwärmungsprozess schließen lassen. Diese einfach aufgebauten Steinmeteoriten kommen der Grundsubstanz unseres Sonnensystems recht nahe.
Noch spannender und wertvoller für die Forschung sind die kohligen Chondriten. Sie enthalten Kohlenstoff, ferner sogenannte CAIs aus dem solaren Urnebel, außerdem organische Verbindungen, die als Grundbausteine des Lebens diskutiert werden, und manchmal sogar Nano-Diamanten. Diese winzigen Diamanten stammen vermutlich von Materie außerhalb des Sonnensystems, eventuell von einer Supernova. Diese spezielle Meteoriten-Materie ist daher älter als unsere Sonne selbst.
Auch der Nachweis bestimmter Edelgase wie Argon, Krypton und Xenon hilft, die Entwicklungsgeschichte unseres Sonnensystems zu entschlüsseln. In „primitiven“ Meteoriten hat man Edelgase gefunden, in denen manche Atomarten (Isotopen) außergewöhnlich häufig vorhanden sind. Auch dies weist auf eine „präsolare“ Materie, eine Substanz aus den Anfängen des Sonnensystems, hin.
Millionen Jahre im Weltraum
Die eigenständige Geschichte aller Meteoriten begann mit ihrer Abtrennung vom Mutterkörper. Offenbar lassen sich die auf der Erde gefundenen Meteoriten auf eine begrenzte Zahl kosmischer Kollisionen zurückführen. Wie lange die einzelnen Ereignisse vorüber sind, bei denen Meteoriten quasi „geboren“ wurden, können Wissenschaftler anhand des Bestrahlungsalters errechnen. Damit ist die Zeitspanne gemeint, die Meteoriten der kosmischen Strahlung im Weltall ausgesetzt waren. Dieses Bestrahlungsalter schwankt zwischen wenigen Millionen und mehreren Hundert Millionen Jahren. Es wäre somit etwas verkürzt zu behaupten, Meteoriten seien über vier Milliarden Jahre alt.
Noch nicht hundertprozentig geklärt ist das durchweg höhere Bestrahlungsalter von Eisenmeteoriten im Vergleich zu Steinmeteoriten. Auch bei Mond- und Marsmeteoriten erlaubt diese Methode nur bedingt Rückschlüsse auf das Alter der Steine.
Übrigens sind die meisten auf der Erdoberfläche vorkommenden Gesteine nur wenige Hundert Millionen Jahre alt, bevor sie verwittern oder wieder im Gesteinskreislauf einschmelzen. So betrachtet, sind Meteoriten in jedem Sinne „steinalt“.