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Eisenmeteorite - Fotos und Klassifikation
Eisenmeteorite I
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Eisenmeteorite bestehen im Allgemeinen zu über 90 % aus Nickel-Eisen-Legierungen, wobei es jedoch auch einige Ausnahmen von silikathaltigen Eisenmeteoriten mit deutlich geringeren Metallgehalten gibt. Hauptphasen in Eisenmeteoriten sind Nickel-haltiges alpha-Eisen, das als Kamacit bezeichnet wird (kubisch, Raumgruppe Im3m, Ni-Gehalt 4 – 7,5 %), und Taenit, gamma-(Fe,Ni) mit Ni-Gehalten von üblicherweise 20 – 45 % (kubisch, Raumgruppe Fm3m). Gelegentlich ist auch Tetrataenit, FeNi (tetragonal, Raumgruppe P4/mmm) vorhanden. Neben Einschlüssen von Silikaten treten in Eisenmeteoriten auch Graphit, Troilit, Cohenit, Schreibersit, Nickelphosphid, Diamant, Lonsdaleit und einige weitere Minerale auf.
Eisenmeteorite gehören zu den differenzierten Meteoriten, d.h. sie entstammen Asteroiden, die so stark erhitzt wurden, dass es zu Schmelzprozessen mit anschließender Trennung von Metall- und Silikatphase kam. Dabei bildete sich ein metallischen Kern und ein silikatischer Mantel in dem Körper. Der Asteroid muss groß genug gewesen sein, um eine derartige Aufschmelzung und Differenzierung zu ermöglichen. Die Abkühlungsgeschwindigkeiten variieren je nach Größe und Zusammensetzung und verlaufen auch nicht linear mit der Zeit.
Die Klassifikation der Eisenmeteorite erfolgt nach ihrer Zusammensetzung, dabei werden die Gehalte an Gallium, Germanium, Iridium und Gold berücksichtigt (siehe Tabelle unten). Höhere römische Ziffern bedeuten hier sinkende Spurenelementgehalte. Bei Meteoriten einer Klasse ist eine Herkunft von einem Mutterkörper bzw. eine Bildung unter ähnlichen Bedingungen anzunehmen. Etwa 15 % der Eisenmeteoriten lassen sich keiner der bekannten Klassen zuordnen. Sie werden als ungruppiert geführt. Es wird geschätzt, dass die bisher gefundenen Eisenmeteorite über 60 verschiedene Mutterkörper repräsentieren. Durch spätere Kollisionen oder Impakte wurden diese Körper dann zerstört.
Eine alte Klassifizierung teilt die Eisenmeteorite nach ihrer Struktur in Hexaedrite, Oktaedrite und Ataxite ein.
Hexaedrite bestehen im Wesentlichen aus Kamacit, der Nickel-Gehalt liegt dementsprechend unter 7,5 %. Widmanstättensche Figuren sind nicht vorhanden, einige Hexaedrite weisen jedoch feine, parallele Linien auf, die sogenannten Neumann-Linien. Diese Linien stellen Schock-induzierte Zwillingslamellen dar, die das Resultat von Impakten sind.
Oktaedrite sind die häufigsten Eisenmeteorite. Verwachsungen von Kamacit und Taenit bilden hier die Widmannstättenschen Figuren. Die räumliche Anordnung dieser Verwachsungen folgt den Flächen eines Oktaeders. Die Oktaedrite wurden früher näher nach der Breite der Kamacit-Bänder unterteilt. Widmanstättensche Figuren bilden sich bei einem Ni-Gehalt zwischen etwa 5 - 15 % und Abkühlungsraten von etwa 1 - 200ºC pro Millionen Jahre im Bereich zwischen 700 und 400ºC. Neben Abkühlungsgeschwindigkeit und Ni-Gehalt hat auch der Phosphor-Gehalt einen Einfluss auf die Nickel-Diffusion im Metall und damit auf Ausbildung der Widmanstättenschen Figuren. Auch in Oktaedriten können die schon erwähnten Neumann-Linien auftreten.
Ataxite bestehen hauptsächlich aus Taenit und zeigen im Anschliff nach dem Ätzen keine Widmanstättenschen Figuren. Nur in Form von mikroskopischen Lamellen oder Spindeln kann Kamacit sporadisch vorhanden sein. Der Ni-Gehalt der Ataxite liegt bei über 15 %.
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Eisenmeteorite Typ I
Eisenmeteorite IAB, main group
Der überwiegende Teil der Eisenmeteorite gehört zum Komplex IAB. In den meisten Fällen handelt es sich um mittlere bis breite Oktaedrite, jedoch finden sich auch Vertreter anderer struktureller Typen. Einige Meteorite enthalten Olivin- oder Pyroxen-reiche silikatische Einschlüsse. Diese Einschlüsse weisen enge Beziehungen zu Primitiven Achondriten, speziell zu den Winonaiten auf. Die Herkunft von einem gemeinsamen Mutterkörper ist möglich. Die Zusammensetzung der Sauerstoffisotopen liegt in dem Bereich der Kohligen Chondrite.
Die Vertreter des IAB-Komplexes gehören zu den nicht-magmatischen oder primitiven Eisenmeteoriten. Es wird angenommen, dass das IAB-Material durch Kristallsegragation aus einer sich recht schnell abkühlenden Schmelze entstanden sind. Die Schmelze ist das Produkt einer Aufheizung durch Impakte auf einem porösen chondritischen Körper.
Die Unterteilung des IAB-Komplexes erfolgt nach dem Gold- und Nickel-Gehalt. Die meisten Meteorite gehören zur IAB main group (Hauptgruppe).
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Meteorit Odessa (Teilscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe, grober Oktaedrit.
Das Exemplar zeigt breite Kamacitbänder und einen Einschluss aus Graphit und Troilit, der von Cohenit und Schreibersit umgeben wird.
Odessa, Ector County, Texas, USA.
Größe 35 x 25 mm, Gewicht 12,8 g. Gefunden in den 1950er Jahren von Dr. Lincoln La Paz. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Canyon Diablo (Vollscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Die Scheibe zeigt schöne Widmanstättensche Figuren und große Graphit-Einschlüsse. Der Graphit wird umrandet von Cohenit und Schreibersit.
Canyon Diablo, Coconino Co., Arizona, USA.
Größe 170 x 80 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Canyon Diablo (komplettes Individuum).
Größe 30 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Canyon Diablo (Endstück), Graphitkonkretion.
Als Einschlüsse in dem Ni-Fe-Metall des Meteoriten treten gelegentlich größere Graphitkonkretionen auf, die sich nach dem Zerbrechen des Meteoriten bei seinem Flug durch die Atmosphäre als isolierte Stücke finden lassen. Sie werden hier von dünnen Adern aus Eisen (Kamacit) durchzogen.
Größe 66 x 50 mm, Gewicht 142,28 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Campo del Cielo (komplettes Individuum).
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Campo del Cielo, Chaco Province / Santiago del Estero Province, Argentinien.
Größe 200 x 130 x 100 mm, Gewicht 7,8 kg. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Campo del Cielo (Teilscheibe).
Größe 140 x 95 mm, Gewicht 303 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Campo del Cielo (Vollscheibe).
Ein kleiner Teil des Campo del Cielo-Materials ist stark silikathaltig. Das silikatische Material ist Winonait-ähnlich und besteht im wesentlichen aus Olivin und Orthopyroxen.
Größe 66 x 41 mm, Gewicht 30,6 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Nantan (Vollscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Nantan, Guanxi, China. TKW ca. 9,5 t.
Größe 203 x 75 x 2 mm, Gewicht 197,2 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit NWA 5549 (Teilscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Der Meteorit enthält zahlreiche Silikateinschlüsse.
Fund 2008. Algerien. TKW 11,4 kg.
Größe 50 x 46 mm, Gewicht 86,5 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Bitburg (Teilscheibe, aufgeschmolzenes Material).
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Anfang des 19. Jahrhunderts, 1805 oder vielleicht etwas eher (das exakte Jahr ist nicht überliefert), wollte der Müller der Albacher Mühle, unweit der Kyll bei Bitburg, einen tief eingeschnittenen Fahrweg an einem mit Gesträuch bedeckten Hügel, unmittelbar gegenüber der Wohnung des Müllers, erweitern. Dabei fiel ihm eine viereckige Eisenmasse entgegen. Prof. Jacob NÖGGERATH aus Bonn hörte auf seinen Eifelreisen zwar von der Masse, kam jedoch nicht in die Gegend. Er sprach sie aber bei einem Treffen mit Ernst Florens CHLADNI 1817 an. Darauf hin wurden über Landrat SIMONIS Erkundigungen zu der Masse eingezogen, der in einem Schreiben von 1817 die Fundumstände erwähnte, die Masse mit 3300 Pfund angab und weiterhin schrieb, dass sie an ein Hüttenwerk bei Trier verkauft wurde, vorher aber noch von einem französischen Ingenieur, der von Luxemburg aus kam, untersucht worden war. SIMONIS teilte außerdem mit, dass sich auf den Feldern an dem Hügel Eisenschlacken finden und hier wohl ein Hüttenwerk gestanden hat. CHLADNI ordnete das Exemplar in seinem Buch über die Feuer-Meteore von 1819 deshalb unter den problematischen Massen ein. In einem Nachtrag von 1821 schrieb CHLADNI, dass es sich nun unstreitig um meteoritisches Material handelt. Wie erst jetzt bekannt geworden, hatte Colonel George GIBBS, bei dem es sich um den von SIMONIS erwähnten
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Ingenieur handelte, 1814 veröffentlicht, dass er 1805 auf einer Exkursion in die Ardennen eine an einer Straße bei "Bithbourgh" liegende Eisenmasse von etwa 2500 Pfund gesehen hatte, die an einem Hügel gefunden wurde. Zu Untersuchungszwecken schlug er sich etwas davon ab. Später zeigte sich, dass das Material Nickel enthält, was für meteoritische Eisenmassen charakteristisch sei. NÖGGERATH zog darauf weitere Erkundigungen ein, besuchte 1824 die Fundstelle sowie später auch den Pluwiger Hammer, Schöndorf bei Trier, wohin sie verkauft worden war. Herr MÜLLER, der damalige Eigentümer des Hammers, berichtete 1824, dass er etwa 10 Jahre vorher von der Masse erfahren, die 33 - 34 Zentner schwere Masse aufgekauft und im Frischfeuer bearbeitet hat. Die Masse selbst beschreibt er, sie "habe auf ihrer Oberfläche das Ansehen gehabt, als sey sie in der Art zusammengeschmolzen, wie man bei der Frisch-Schlacke bemerkt, bei welcher durch das successive Abfliessen, eine knospige, nierenförmige oder geflossene Oberfläche entsteht; im Allgemeinen sey die Oberfläche so beschaffen gewesen, als wenn die Masse aus einem geschmolzenen abgetropften Metall gebildet worden wäre" (NÖGGERATH & BISCHOF, 1825). Das aus dem Frischofen erhaltene Material ließ sich jedoch nicht Hämmern und war deshalb für eine Weiterverarbeitung unbrauchbar. Es wurde deshalb in einem alten Werksgraben, der damals verschüttet wurde, mit vergraben. NÖGGERATH veranlasste die Suche nach dem alten Graben und dem Material, und tatsächlich konnte eine größere Menge gefunden werden, die sich eindeutig dem Bitburger Eisen zuordnen ließ. Eine qualitative Analyse bestätigte den Nickelgehalt. Von dem aufgeschmolzenen Material wurden Proben nach Bonn, Berlin sowie weiteren Museen verschickt (NÖGGERATH & BISCHOF, 1825).
Unverändertes Material des Bitburger Meteoriten ist kaum erhalten. CHLADNI (1826) bekam eine Mitteilung, "dass sich noch zwei Stücke von dieser Masse in ihrem ursprünglichen Zustande in der Sammlung der Gesellschaft nützlicher Untersuchungen zu Trier vorfinden". Eines der beiden Exemplare erhielt CHLADNI. Weiterhin teilte er mit, dass das unveränderte Eisen etwas silikatisches Material enthält und in dem aufgeschmolzenen Material STROMEYER 11,9 % Ni und JOHN 8,10 % Ni gefunden hatten. PARTSCH (1843) berichtet, dass die beiden Trierer Exemplare von Appellationsgerichtsrat SEIPPEL stammen, der sie von der Masse abschlug, als sie auf dem Weg zum Pluwiger Hammer in Trier gewogen wurde. Das CHLADNI übereignete Exemplar von "nahe 200 Gran" (ca. 12,5 g) ging nach dessen Tod an das Mineralien-Kabinett der königlichen Universität zu Berlin. Die Wiener Sammlung erhielt davon einen Teil von etwa 0,95 g. Das in Trier verbliebene Exemplar gibt PARTSCH mit "1 Loth 1 Quentchen und 51 Gran Nürnberger Apothekergewicht" an (ca. 22 g). Das von Colonel GIBBS abgeschlagene Stückchen fand sich in der Sammlung des Yale College in New Haven, Connecticut, allerdings fehlettikettiert aus der Auvergne. PARTSCH gibt es mit 500 Gran (31,25 g) an. Hiervon erhielt die Wiener Sammlung einen Teil von ca. 4,7 g.
RAMBALDI et al. (1974) führen nur noch die Berliner und Wiener Sammlung an, in denen sich unverändertes Material befindet. Das Berliner Exemplar konnte untersucht werden. Es zeigt Widmanstättensche Figuren mit Kamazit-Bändern zwischen 50 und 230 Mikrometern und gehört damit zu den feinsten Oktaedriten. Plessit-Felder nehmen etwa 1/3 der Fläche ein. Die silikatischen Einschlüsse bestehen aus Ortho- und Clinopyroxen, Plagioklas, Olivin und z.T. weiteren Mineralen wie Troilit und anderen. Nach der chemischen Analyse (Ni 12,4 %, Ga 34,8 ppm, Ge 140 ppm, Ir 0,46 ppm) gehört das Bitburger Eisen zur IAB-Gruppe. Von dem aufgeschmolzenen Material gingen 55 kg aus der Geologischen Landesanstalt Berlin während des II. Weltkrieges verloren, erhalten sind weltweit in den Sammlungen noch etwa 15 kg (RAMBALDI et al., 1974).
Fund 1805. Albacher Mühle, Bitburg, Rheinland-Pfalz, Deutschland (49.9758 N, 6.56441 E ungefähre Position). TKW ca. 1,6 Tonnen.
Größe 33 xx 22 x 12 mm, Gewicht 36,1 g (aufgeschmolzenes Material). Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Eisenmeteorite IAB, sLL Subgruppe
Die Vertreter der sLL-Subgruppe des IAB-Komplexes zeichnen sich durch einen niedrigen Gehalt an Gold und an Nickel aus. Der Gold-Gehalt entspricht etwa dem der Hauptgruppe (main group), der Nickel-Gehalt liegt etwas über dem der Hauptgruppe.
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Meteorit Toluca (Teilscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Gruppe, sLL Subgruppe. Oktaedrit, rekristallisiert.
Der Meteorit Toluca, ein Oktaedrit, zeigt typischerweise Widmannstättenschen Figuren, nicht jedoch einige Stücke mit Silikateinschlüssen. Zu erkennen sind equigranulare Kamacit-Körner, die triple-junctions bilden. Kamacit wurde resorbiert. Etwas Schreibersit ist vorhanden, im rechten Teil des Exemplars an dem unregelmäßgen Relief zu erkennen. Die Textur ist durch eine Rekristallisation bei höheren Temperaturen in Folge eines metamorphen Ereignisses entstanden. Die verschiedenen Texturen im Toluca Meteorit weisen darauf hin, dass nach der Zerstörung des Mutterkörpers durch einen katastrophalen Impakt die Bedingungen auch in einem kleineren Maßstab nicht einheitlich waren. Die Anwesenheit von Silikat spielt hier offenbar eine Rolle, da die Rekristallisation nur in den silikatreichen Bereichen auftritt und in den silikatfreien fehlt. Die Silikateinschlüsse bestehen hauptsächlich aus Olivin.
Fund ab 1776. Toluca, Xiquipilco, Mexico.
Größe 17 x 12 mm, Gewicht 6,0 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Eisenmeteorite IAB, sHL Subgruppe
Die Vertreter der sHL-Subgruppe des IAB-Komplexes zeichnen sich durch einen höheren Gehalt an Gold und niedrigeren Gehalt an Nickel aus.
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Meteorit NWA 8348 (Vollscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Gruppe, sHL Subgruppe. Oktaedrit mit anomaler Struktur.
Bei NWA 8348 handelt es sich um einen plessitischen Oktaedriten mit anomaler Struktur. Er weist plessitische cm-große Domänen mit reliktischen Widmanstättenschen Figuren im Zentrum auf. Die Domänen werden durch ein mm-dickes Kamacit-Schreibersit-Netzwerk getrennt. Die einzelnen Domänen weisen unterschiedliche Orientierung auf. Zusammensetzung: 5.49 mg/g Co, 146.5 mg/g Ni, 20.1 ppm Cr, 495 ppm Cu, 20.3 ppm Ga, 54.1 ppm Ge, 27.1 ppm As, 0.1 ppm Ir, 2.2 ppm Pt, ppm Au.
Fund 2010. Marokko. TKW 518 g.
Größe 28 x 21 mm, Gewicht 5,5 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Eisenmeteorite IAB, Udei Station grouplet
Die Zusammensetzung des Meteoriten ist ähnlich denen der sLL-Subgruppe, jedoch ist der Ni-Gehalt geringer. Bisher liegen noch nicht genügend Vertreter vor, um eine eigene Subgruppe zu bilden.
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Meteorit Udei Station (Teilscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Gruppe, Udei Station Grouplet. Mittlerer Oktaedrit mit Silikat-Einschlüssen.
Der Meteorit enthält zahlreiche Silikat-Einschlüsse, die aus Enstatit, Olivin, Plagioklas und Diopsid bestehen. Eine Altersbestimmung ergab 4,537 Mrd. Jahre (I-Xe) sowie ein metamorphes Ereignis bei 4,32 Mrd. Jahren (K-Ar).
Fall Frühjahr 1927. Udei Station, Benue River, Nigeria. TKW 103 kg.
Größe 45 x 35 mm, Gewicht 10,5 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Eisenmeteorite IAB, Mundrabilla duo
Die Zusammensetzung der Meteoriten ist ähnlich denen der sLL-Subgruppe, unterscheidet sich aber u.a. durch einen sehr viel höheren Troilit-Gehalt. Bisher liegen noch nicht genügend Vertreter vor, um eine eigene Subgruppe zu bilden.
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Meteorit Mundrabilla (Vollscheibe).
Eisenmeteorit, IAB Gruppe, Mundrabilla Duo.
Es handelt sich um einen mittleren Oktaedriten. Der für Mundrabilla typische, sehr hohe Gehalt an Troilit ist an diesem kleinen Stück nicht sichtbar.
Fund ab 1911. Mundrabilla, Western Australia. TKW 24 t.
Größe 35 x 22 mm, Gewicht 8,826 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Meteorit Mundrabilla (Individuum).
Größe 70 x 40 x 30 mm, Gewicht 196,8 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Eisenmeteorite IC
Die Meteorite der Gruppe IC weisen einen Ni-Gehalt von 6,1 - 6,8 % auf. Ni korreliert positiv mit As (4 - 9 ppm), Au (0,6 - 1,0 ppm) und P (0,17 - 0,40 %) sowie negativ mit Ga (54 - 42 ppm), Ir (9 - 0,007 ppm) und W (2,4 - 0,8 ppm). Die Abkühlungsraten um 900 K diefferiern stark zwischen 1 bis 1000 Grad/Millionen Jahre. Vermutlich wurde das IC Eisen kurz nach der Erstarrung durch Kollision und anschließende Akkretion unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt (Scott, 1977).
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Meteorit Santa Rosa (Teilscheibe).
Eisenmeteorit, IC Gruppe.
1810 wurde eine große Masse von etwa 750 kg und einige kleinere Stücke gefunden. Ein weiteres Exemplar von etwa 30 kg konnte 2008 gefunden werden. Der Meteorit enthält Ni 6,95, Co 0,45, S 0,38 und P 0,185 % (Lewis & Moore, 1971).
Fund 1810 und 2008. Tocavita Hill, bei Santa Rosa, Boyaca, Kolumbien. TKW 825 kg.
Größe 41 x 31 mm, Gewicht 19,9 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
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Literatur:
siehe Hauptseite Meteorite und
Lewis, C. F. & Moore, C. B. (1971): Chemical Analyses of Thirty-Eight Iron Meteorites.- Meteoritics 6, 195-205
Scott, E.R.D. (1977): Composition, mineralogy and origin of group IC iron meteorites.- Earth and Planetary Science Letters 37, 273-284.
Bitburg:
Chladni, E.F.F. (1819): Ueber Feuer-Meteore und über die mit denselben herabgefallenen Massen.- Wien, J.G. Heubner, 433 p. (p. 353-354)
Chladni, E.F.F. (1821): Neue Beiträge zur Kenntniss der Feuermeteore und der herabgefallenen Massen.- Annalen der Physik 68 (= Annalen der Physik und der Physikalischen Chemie 8), 329-366 (p. 342)
Chladni, E.F.F. (1826): Ueber Zusammensetzung der Meteormassen. 1. Weitere Nachrichten von der grossen Bitburger Gediegeneisenmasse, gegeben von den Hrn. Steininger und Nöggerath, und nebst einigen Bemerkungen.- Journal für Chemie und Physik 46 (= Jahrbuch der Chemie und Physik 16) 385-396
Gibbs, G. (1814): Observations on the Mass of iron from Louisiana.- American Mineralogical Journal 1, 218-221
Nöggerath, J. & Bischof, G. (1825): Ueber die grösste europäische Gediegen-Eisenmasse, meteorischen Ursprungs.- Journal für Chemie und Physik 43 (= Jahrbuch der Chemie und Physik 13) 1-20
Partsch, P. (1843): Die Meteoriten oder vom Himmel gefallenen Steine und Eisenmassen im k.k.-Hof-Mineralien-Kabinette zu Wien.- Verlag von Kaulfuss Witwe, Prandel & Comp., 162 p. (p. 95-98)
Rambaldi, E.; Jagoutz, E. & Wasson, J.T. (1974): Bitburg - a group-IB iron meteorite with silicate inclusions.- Mineralogical Magazine 39, 595-600
Obernkirchen:
Wöhler, F. & Wicke, W. (1864) Annalen der Chemie und Pharmazie 129, 121;
Bartoschewitz, R (1987): Das Obernkirchner Eisen.- Meteor 4
© Thomas Witzke / Stollentroll
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