TWANNBERG METEORIT Jäger des verlorenen Schatzes

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1 Didaktische Arbeitsblätter zur Ausstellung PROVISORISCHE FASSUNG TWANNBERG METEORIT Jäger des verlorenen Schatzes NATURHISTORISCHES MUSEUM der burgergemeinde BERN 1

2 WÖRTERBUCH FÜR AUSSERIRDISCHES Bei den Körpern, die die Sonne umkreisen, unterscheiden wir nach Grösse: Meteoroid: staubkorngross (0.1 mm) bis einige Meter Durchmesser. Ein Meteorit ist ein Meteoroid, der mit der Erde kollidiert und in der Atmosphäre nicht vollständig verglüht und somit die Erdoberfläche erreicht. Die Eintrittsgeschwindigkeit eines Meteoroids in die Erdatmosphäre beträgt etwa 11 bis 74 km/s oder ca bis km/h. (Zum Vergleich: eine Gewehrkugel erreicht beim Verlassen des Gewehrlaufs eine Geschwindigkeit von nur 700 bis 1000 m/s oder 2500 bis 3600 km/h.) Die allermeisten dieser Körper verdampfen in einer Höhe um 80 bis 20 Kilometer durch die Luftreibung. Jährlich erreichen Tonnen ausserirdisches Material die Erdatmosphäre. Pro Jahr fallen durchschnittlich 10 Meteoriten über 100 g auf 1 Million km 2. Meteor nennt man die Leuchterscheinung in der Atmosphäre, die ein Meteoroid durch die Ionisierung der Luftmoleküle und deren anschliessende Rekombination erzeugt. Und was haben die griechischen Meteora Klöster damit zu tun? Asteroid: einige Meter bis einige hundert Kilometer Durchmesser, oft unförmig. Zwergplanet: ab ca. 500 km Durchmesser bis ca km(?), kugelförmige Gestalt. Planet: über ca km Durchmesser, auf seiner Umlaufbahn eindeutig dominant. Komet: Körper von wenigen Kilometer Durchmesser, der die Sonne auf meist stark elliptischer Bahn umkreist. Typisch in Sonnennähe ist der Millionen von Kilometer lange Schweif aus Teilchen, die durch den Sonnenwind vom erwärmten Kometen weggeblasen werden. 2

3 4.56 MILLIARDEN JAHRE KURZGEFASST Bringe die Bilder zur folgenden zusammengefassten Geschichte des Twannbergmeteoriten in die richtige Reihefolge. Vor 4,56 Milliarden Jahren gab es da, wo heute das Sonnensystem ist, eine riesige Wolke aus gasförmigem Wasserstoff, etwas Helium und Staubteilchen aus schwereren Elementen. Durch die Schwerkraft zogen sich Teile der Gaswolke erst langsam, dann immer schneller zusammen. Dabei kam es wie bei der Pirouette einer Eiskunstläuferin zu einer zunehmenden Drehbewegung in deren Folge sich das Material der Wolke in einer Ebene scheibenförmig anzuordnen begann. Dort wo es am meisten Materieteilchen gab, war auch die Anziehungskraft am stärksten, so dass immer mehr Teilchen von weit herum sich in diesem Zentrum verdichteten. Dadurch erhöhte sich die Temperatur, bis schliesslich bei mehreren Millionen Grad die Zündtemperatur erreicht war, um Wasserstoffatome zu Heliumkerne zu verschmelzen. Bei diesem Verschmelzungsprozess - auch Fusion genannt - werden grosse Energiemengen in Form von Strahlung und Hitze frei: Unsere Sonne war geboren. Wo in der Gaswolke kleinere Verdichtungen von Materie vorhanden waren, bildeten sich ebenfalls wachsende Klumpen, in denen der Temperaturanstieg aber nicht ausreichte, um eine Verbindung von Wasserstoff zu Helium in Gang zu setzen. So entstanden die Planeten und Asteroiden. Bei ihnen wurden die leichten Gase Wasserstoff und Helium durch die zunehmende Strahlung der Sonne weggeblasen und es blieben nur die schwereren Elemente übrig, die zu Gesteinen zusammengebacken wurden. Immerhin reichte die Wärme, erzeugt durch die Verdichtung und durch radioaktiv strahlende Elemente, aus, um Metalle im Gestein zu schmelzen. Diese flossen im Inneren des neuen Himmelskörpers zusammen und bildeten dort einen schweren Kern aus vorwiegend Eisen und Nickel. Sehr langsam kühlte sich dieser Metallkern ab und wurde bei kleineren Asteroiden fest. Bei grösseren Materiekugeln, wie auch der Erde, ist er teilweise immer noch flüssig. Wenn zwei Asteroiden kollidieren, können sie in viele Teile zerbersten. Die Trümmerstücke fliegen dann in alle Richtungen solange durch den Weltall, bis sie allenfalls ein Planet mit seiner Anziehungskraft einfängt. Bei einem ersten Zusammenprall mit einem anderen Asteroiden wurde unserem Urprungsasteroiden des Twannbergmeteoriten der Gesteinsmantel abgesprengt und der Metallkern allein weiterflog. Eine zweite Kollision geschah vor vermutlich 220 Millionen Jahre wobei nun auch der 30 km grosse Eisenkern zertrümmert wurde. Ein winziges Teilstück flog dabei als späterer Twannbergmeteorit davon. Dieser Eisenbrocken kam vor ungefähr bis Jahren in den Anziehungsbereich der Erde und stürzte mit einer rasenden Geschwindigkeit von vielleicht km/h auf sie zu. Kurz vor dem Zusammenprall wurde der Druck durch die Reibung mit der Erdatmosphäre so gross, dass er explodierte und als Trümmerregen beim heutigen Mont Sujet herunterfiel. erster Kommentar zum Meteoritenfall am 12. April v. Chr. Dann doch lieber wieder Eisregen als dieser Eisenregen. Lösungen s. S. 12 3

4 4.56 MILLIARDEN JAHRE KURZGEFASST a b c d f e g h 4

5 ZUSCHAUER DES TWANNBERGMETEORS Der Twannbergmeteorit ist vor Jahren Jahre mit der Erde kollidiert. Damals herrschte in Europa die vorletzte grosse Kaltzeit, die Risseiszeit. In dieser Zeit zwischen bis Jahren vor heute gab es Perioden in denen die Gletscher so weit wie nie vorher und nachher vorstiessen und auch den Mt. Sujet bedeckten. Dazwischen gab es aber auch wärmere Jahrtausende in denen sich die Gletscher zurückzogen, Pflanzen wuchsen und Tiere in der Schweiz leben konnten. Vermutlich ist der Meteorit auf Eis gefallen, vielleicht aber auch auf die Erde, so dass ihn Tier und Mensch hätten beobachten können. Welche der folgenden Tierarten und Menschen lebten damals in Europa und hätten den spektakulären Meteor sehen und hören können? Lösungen s. S. 13 5

6 STELL DIR VOR... Zu unserem Glück fiel nicht der ganze ursprüngliche Mutterasteroid oder dessen Kern auf die Erde, sondern nur ein Splitterchen von wenigen Metern. Zeichne den ursprünglichen Asteroiden von ca. 50 km Durchmesser so ein, dass seine unterste Stelle auf die Linie Bern - Interlaken zu liegen kommt. Trage in deinen Asteroiden auch den etwa 30 km grossen Eisenkern ein. Der Twannbergmeteorit selber hätte in diesem Massstab etwa die Grösse des i-punktes bei Leissigen. Zeichne ein solches Stäubchen ebenfalls irgendwo sichtbar hin und beschrifte die drei Himmelskörper. zum Vergleich: Der Meteorit, der vor 66 Millionen Jahre auf der mexikanischen Halbinsel Yukatan die Erde traf und in dessen Folge es zum Aussterben von 3/4 aller Tierarten kam (inkl. der Saurier), hatte einen geschätzten Durchmesser von 10 km! 0 km 40 km 6

7 KLARE FRAGEN, KLARE ANTWORTEN. LESEN, NACHDENKEN, RECHNEN 1. Wieviele Bruchstücke des Twannbergmeteoriten wurden bisher gefunden? 2. Weshalb nimmt man an, dass der Meteorit von Osten her eingefallen ist? 3. Welche Hinweise deuten darauf, dass das Material des Twannbergmeteoriten im ursprünglichen Kern des Asteroiden zuletzt erstarrt ist? 4. Welche Hinweise gibt es, dass der Meteoritenfall bereits über Jahre zurückliegt? 5. Welcher Meteoritenjäger ist auf dem Plakat zu sehen und was ist sein Hauptberuf? 6. Welche der ausgestellten Münzen ist nicht römisch und weshalb? 7. Was musst du beachten, wenn du selber fremde Himmelskörper suchen gehen willst? 8. Welche Struktur unter dem Elektronenmikroskop hat das sehr seltene und 2007 erstmals beschriebene Mineral Chukanovit, das in manchen Twannbergmeteoriten zu finden ist? 9. Welches sind sichere Merkmale, um bei einem zweifelhaften Fund einen Meteoriten auszuschliessen? 10. Wie gross wäre ein Würfel / eine Kugel aus dem bisher gefundenen Meteoritenmaterial (73 kg)? Das spezifische Gewicht von Eisen beträgt 7,874 g/cm 3 = 7,874 kg/dm 3. (1 dm 3 ist das Volumen eines Würfels von 10 x 10 x 10 cm oder 1 Liter.) d = Kubikwurzel aus V x 6 : π 11. Nehme für den Meteoriten eine Kugelgestalt von 5 m Durchmesser (d ) an. Wie schwer wäre er etwa? V = 1/6 π d³, spez. Gewicht s. oben Welchen Teil (in %) hat man bisher davon gefunden (73 kg)? ist dir bewusst, dass du liegend den Meteoriten eine 10mal grössere Trefferwahrscheinlichkeit bietest als stehend? Lösungen s. S. 11 7

8 UNWAHRSCHEINLICHKEITSRECHNUNGEN UND ANDERE DENKÜBUNGEN 1. Pro Jahr werden auf der Erde durchschnittlich 5 Meteoritenfälle direkt beobachtet. Nach Kameraaufzeichnungen wurde jedoch hochgerechnet, dass jährlich um Meteoriten auf die Erde fallen. Wie kann man sich diese enormen Unterschiede erklären? 2. Von 1900 bis heute wurden in der Schweiz nur 4 Meteoritenfälle von Menschen gesehen und gemeldet. Welcher Anteil in % aller Meteoriten sind das? 3. Pro Million km 2 kann man jährlich mit knapp 80 Meteoritenfällen von je über 10 g rechnen. Wieviele sind für die Schweiz ( km 2 ) zu erwarten. 4. Die Siedlungsfläche (inkl. Gebäude, Verkehrsflächen und Grünflächen) der Schweiz beträgt ca 3300 km 2. In welchen Zeitabständen muss man durchschnittlich mit einem Treffer rechnen? 5. Die meisten Meteoriten auf der Erde stammen aus dem Asteroidengürten. Seltenerweise finden sich aber auf der Erde Meteoriten, die vom Mond oder Mars stammen. Wie könnte man sich das erklären? 6. Wie hoch könntest du auf dem Asteroiden Vesta mit einem Durchmesser von ca. 520 km springen, wenn du die gleiche Absprunggeschwindigkeit hast, wie auf der Erde für eine Sprunghöhe von 1 m? Sprunghöhe h = v 2 / 2 g (v = Absprunggeschwindigkeit, g = 0 0 Fallbeschleunigung) Fallbeschleunigung auf der Erde: g E = 9.81 m/s 2, Fallbeschleunigung auf Vesta: g V = 0.3 m/s Wieso haben kleinere Asteroiden eine unregelmässige Form, grössere Himmelskörper dagegen eine kugelförmige Gestalt? 8. Wie würdest du / wie würden die Leute wohl reagieren, wenn man wüsste, dass ein sehr grosser Meteorit im Anflug auf die Erde ist, der (fast) alles Leben in 6 Monaten / in 2 Jahren vernichten würde? Frühlingsputz und Steuererklärung werde ich jedenfalls erst am 16. Mai machen Wie schade, endlich gäbe es wieder freie Parkplätze Lösungen s. S. 12 8

9 DAS GEHEIME WISSEN VON TW 001 Das berühmte Medium Erich von Krishnashiva hat als erster die Bedeutung der Zeichen in den aufgeschnittenen Twannbergmeteoriten kraft seines erleuchteten Auges entdeckt, pseudowissenschaftlich untersucht und entziffert. Er kam zur unzweifelhaften Erkenntnis, dass es sich um eine Art Hieroglyphen handeln muss, durch die uns die Bewohner vom Asteroiden Eunomia eine Botschaft zukommen lassen, die die Erde von allen Problemen befreit. Nach Krishnashiva können nur geistig hochsensible, entwickelte und eingeweihte Seelenkräfte diese Erfahrungen nachvollziehen, während Skeptiker chancenlos in ihrer sinnlosen Zufallswelt untergehen und die Zeichen als Auskristallisation des Minerals Schreibersit erklären. Da Krishnashivas unendliche Wahrheiten nur in seinen Kursen offenbahrt werden, müssen wir uns hier selber bemühen, die Zeichen der alten Zeit zu erkennen: 1. Beginne mit dem möglichst genauen Übertragen der Schreibersit-Zeichen von einem der Steine auf ein Papier. Drehe es solange bis du ein Lebewesen des Asteroiden Eunomia erkennst, fremde Buchstaben oder sonst etwas von Bedeutung. Verdeutliche und ergänze es mit rotem Stift und notiere dazu deine Interpretation. 2. Was würdest du dem Esoteriker Erich von Krishnashiva als Wissenschaftler entgegnen? Interpretationsbeispiel beim TW 85 TW 93 TW 102 TW 1 TW 85 9

10 DAS KOSMISCHE HERZ UND DIE ROBBE AUS DEM WELTALL In den ganz unterschiedlichen Formen der vielen extraterrestrischen Fundstücke lassen sich unschwer künstlerisch bewusst gestaltete, bedeutungsschwere Skulpturen und geistig dreidimensional codierte Inhalte einer fremden, uns überlegenen Kultur erkennen, sagt das berühmte Medium Erich von Krishnashiva. Die zuständige Abteilung des Museums - Bildung und Vermittlung - hat die Aufgabe übernommen die Gebilde zu analysieren. Interessanterweise haben wir meist menschliche oder tierische Gestalten entdeckt, was bestimmt Rückschlüsse auf die kosmischen Urheber ziehen lässt. Beispiele So wie die Abteilung Mineralogie auf die freiwilligen Meteoritensucher, so ist auch die Bildung und Vermittlung nun auf eure Mithilfe angewiesen. Schaue dir die noch nicht bearbeiteten Objekte unten an und zeichne mit Farbstift deine Interpretation hinein und erkläre in Stichworten deren Bedeutung. Dazu ist die Aktivierung der rechten, phantasievolleren Hirnhälfte notwendig, was man z.b. erreicht, indem man der vernünftigen, ernsthafteren linken Seite ausnahmsweise weniger Beachtung schenkt. 10

11 Lösungen zu KLARE FRAGEN, KLARE ANTWORTEN. LESEN, NACHDENKEN, RECHNEN Teilstücke 2. Die Grösse der Teilstücke nimmt von Ost nach West zu. Die grösseren Teile haben eine grössere träge Masse, die weniger schnell durch den Luftwiderstand abgebremst wird als bei kleinen, so dass sie weiter fliegen. 3. Der Anteil an anderen Metallen wie Gold oder Iridium, die bei verschiedenen Temperaturen der Abkühlung auskristallisieren. 4. a.) relative Altersbestimmung: Viele Meteoriten sind mit Moränenmaterial der vorletzten Eiszeit (Riss) überdeckt. In der letzten Eiszeit (Würm) hat der Gletscher die Fundplätze aber nicht mehr erreicht. b.) absolute Altersbestimmung durch Analyse von radioaktiven Elementen: Diese wurden im Meteoriten solange erzeugt als er im Weltall der kosmischen Strahlung ausgesetzt war. Auf der Erde ist er durch die Atmosphäre von dieser Strahlung weitgehend abgeschirmt, so dass keine neuen radioaktiven Elemente mehr entstehen. Die noch vorhandenen alten zerfallen: Je länger der Fall her ist, desto weniger ist davon übrig. 5. Ernst Wyler ( Wilu ), Schreiner im Naturhistorischen Museum 6. Man erkennt auf einer Münze das Freiburgerwappen. Es ist ein Vierer aus dem Kanton Freiburg, geprägt Ende des 18. Jh. ausgestellte Münze Vierer aus dem Münzkatalog 7. Wenn du sie nicht per Teleskop am Himmel sondern auf oder in der Erde suchst, brauchst du eine Bewilligung und die Funde gehören erst mal dem zuständigen Kanton, dem man sie vorlegen muss. 8. Chukanovit hat eine Struktur von nebeneinandergestellten Plättchen von ca. 1 μm Dicke. (s. Video in der Ausstellung) 9. Nicht magnetisch, mit Hohlräumen, aus Glas, Nickelgehalt unter 3% 10. Würfel: 73 : 7,874 = 9,27 dm 3 Kubikwurzel aus 9.27 dm 3 = 2.1 dm dh. der Würfel hat eine Kantenlänge von 21 cm. Kugel: V = 73 : 7,874 = 9,27 dm 3 Kubikwurzel aus 9,27 x 6 : π = Kubikwurzel aus 17,70 = 2.60 dm dh. die Kugel hätte einen Durchmesser von 26 cm. 11. Gewicht: 65,45 m 3 x 7,874 t/m 3 = 515 t 73 : = 0,014 % oder etwas mehr als stel. Die Chance für weitere Funde ist also immer noch gross! 11

12 Lösungen zu 4.56 MILLIARDEN JAHRE KURZGEFASST a = 4 b = 1 c = 8 d = 7 e = 6 f = 2 g = 3 h = 5 UNWAHRSCHEINLICHKEITSRECHNUNGEN UND ANDERE DENKÜBUNGEN 1. Der Grossteil fällt ins Meer und über unbewohnten Gebieten. Die allermeisten Meteoriten sind klein, fallen geräuschlos und sind tagsüber oder bei bedecktem Himmel kaum zu sehen. Die Sichtbarkeit des Falls beschränkt sich zudem auf wenige Sekunden Jahre mit durchschnittlich 1,6 Meteoriten pro Jahr = 59 Meteoriten in 94 Jahren. 4 : 59 x 100 = ca. 7 % : x 40 = 1,6 Meteoriten pro Jahr 4. Pro Million km 2 erwartet man 40 Meteoriten pro Jahr. Auf die Siedlungsfläche gerechnet beträgt demnach die jährliche Anzahl: 3000 km 2 : km 2 x 40 = 0.12 Dass ein Meteorit auf die schweizerische Siedlungsfläche fällt sind durchschnittlich alle 1: 0.12 = 8,3 Jahre zu erwarten. 5. Ein grösserer Meteorit muss mit dem Mond (bzw. Mars, Asteroid) kollidieren und Mondmaterial so stark beschleunigen, dass es das Gravitationsfeld des Mondes verlassen kann (Fluchtgeschwindigkeit auf dem Mond: 8280 km/h, auf dem Mars: km/h. Das Mondmaterial muss in den Anziehungsbereich der Erde gelangen und auf die Erde fallen, ohne komplett in der Atmosphäre zu verglühen. Der Meteorit muss gefunden werden, bevor er durch Witterung erodiert. 6. Die Sprunghöhe ist umgekehrt proportional zur Fallbeschleunigung g. g E : g V = 9.81 : 0.3 = 32,7 Die Sprunghöhe ist also 32,7 mal höher d.h. 32,7m 7. Bei grösseren Körpern ist die Wahrscheinlichkeit grösser, dass ihr Kern durch den Druck bis über die Schmelztemperatur erhitzt wird. Im geschmolzenen Zustand formt sich die Materie dann durch die Gravitation zu einer Kugelgestalt. DAS GEHEIME WISSEN VON TW Je nachdem wo man den Meteoriten aufschneidet und poliert, sind die Zeichen ganz anders. Also sehen wir da ein rein zufälliges Bild. Jeder kann in den Zeichen beliebig Bilder und Bedeutung hineininterpretieren, je nach Fantasie und je nach dem, was er in seinem Leben bisher gesehen und gelernt hat. Die Deutung ist nicht reproduzierbar und damit nach Definition nicht wissenschaftlich. Reproduzierbar heisst in der Wissenschaft, dass unter gleichen Versuchsbedingungen, die Resultate eines Versuchs oder einer Analyse unabhängig von der untersuchenden Person bei allen Wiederholungen immer gleich ausfallen. 12

13 Lösungen zu ZUSCHAUER DES TWANNBERGMETEORS Alle diese Lebewesen gab es in Europa, ausser dem Australopithecus, der nur in Afrika lebte. Die Zahlen geben die Lebenszeit der Art in Jahren vor heute an. Fett geschrieben sind diejenigen Arten, die zur Zeit des Meteoritenfalls lebten. 1. Europäischer Waldelefant bis Wollhaarmammut bis Pferde seit 1,5 Millionen 4. Höhlenlöwe bis Plateosaurus 217 bis 201 Millionen 6. Archäopterix 152 bis 145 Millionen 7. Neanderthaler bis Homo erectus 2 Millionen bis (in Europa) 9. Homo sapiens seit (in Europa) 10. Australopithecus afarensis 4 bis 3 Millionen 11. Säbelzahnkatze 15 Millionen bis Rentiere ? bis heute 13. Höhlenbär ? bis Dinotherium 22 bis 1 Million 15. Wollhaarnashorn bis Höhlenhyäne ? bis