TOF-SIMS analyses of interplanetary dust particles

Diese Arbeit ist Teil einer umfassenden Untersuchung von interplanetaren Staubteilchen (IDPs), die in der Stratosphäre gesammelt werden. IDPs können grundlegende Informationen über das frühe und äußere Sonnensystem liefern. Das oberste Ziel ist zunächst eine eindeutige Unterscheidung ihrer Herkunft: Kometen oder Asteroiden. Bevor jedoch solche Schlüsse gezogen werden können, müssen nachträgliche Veränderungen erkannt werden, die die Eigenschaften der Teilchen beeinflussen würden, z. B. eine Kontamination in der Stratosphäre. Die geringe Größe der IDPs, nur ~20 µm, erfordert hochentwickelte Analysemethoden wie die Sekundärionen-Flugzeitmassenspektrometrie (TOF-SIMS). Diese ermöglicht die nahezu zerstörungsfreie Elementanalyse von Teilchenoberflächen und -schnitten bei hoher lateraler Auflösung. Obwohl TOF-SIMS eigentlich flache Proben voraussetzt, konnte diese Technik mit Hilfe von Modellrechnungen nun auch auf raue Oberflächen angewandt werden. Das Modell wurde an stratosphärischen Al2O3-Kügelchen erfolgreich überprüft. Die TOF-SIMS Ergebnisse von 17 stratosphärischen Staubteilchen zeigen, dass sie mit Halogenen kontaminiert sind, was weitreichende Konsequenzen für die IDP-Forschung hat. Diese Entdeckung wurde außerdem durch den Nachweis oberflächennaher Halogene in den Schnitten bestätigt. In den IDP-Schnitten konnten mehrere unerwartete Minerale wie Mn-Sulfid sowie Mineralparagenesen nachgewiesen werden. Es wurde hier erstmals der Versuch unternommen, Untersuchungsergebnisse von TOF-SIMS mit PIXE- und SEM-Analysen identischer IDPs in Verbindung zu bringen, aufgrund der sehr unterschiedlichen Informationsvolumina ein schwieriges Problem. Eine vollständige Interpretation aller Daten wird erst nach weiteren TEM-Studien möglich sein