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Kollision von Erde und Theia, Entstehung des Mondes

Künstlerische Darstellung der Kollision von Erde und Theia.  Bild: The-earth-story.com

Astronomie: Studien werfen neues Licht auf Entstehung des Mondes



Die junge Erde ist vor Urzeiten mit einem Himmelskörper zusammengeprallt – herausgeschleudert wurde der Mond. Darin stimmen die meisten Astronomen überein. Jetzt haben Forscher aber weitere Details zur Entstehung des Erdtrabanten herausgefunden.

Nach dem Zusammenprall hat der Erdtrabant wahrscheinlich eine abschliessende Schicht kosmisches Material angesammelt. Das zeigen Unterschiede in den verschiedenen Varianten von Wolfram auf Erde und Mond, die ein deutsches und ein US-Team unabhängig voneinander erstmals identifiziert haben. Beide Gruppen stellen ihre Analysen im britischen Fachblatt «Nature» vor.

Katastrophaler Crash

Die gängige Theorie zur Entstehung des Mondes geht davon aus, dass ein katastrophaler Crash der jungen Erde mit einem sogenannten Protoplaneten von der Grösse des Mars zur Entstehung des Mondes geführt hat. 

Simulationsrechnungen haben jedoch gezeigt, dass der Mond in diesem Szenario im Wesentlichen aus dem Material dieses Einschlagkörpers bestehen sollte, den Astronomen Theia getauft haben. Das ist allerdings schwer mit der heutigen chemischen Zusammensetzung des Mondes zu vereinbaren, die jener der Erde weitgehend gleicht.

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Wie der Mond entstand. Video: Youtube/Moataz sif

Chemische Zusammensetzung

Da sich heute die verschiedenen Körper des Sonnensystems deutlich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden, sind Astronomen bislang davon ausgegangen, dass sich vermutlich auch Theia und die junge Erde in ihrer chemischen Zusammensetzung deutlich voneinander unterschieden haben. 

Das muss allerdings nicht unbedingt der Fall gewesen sein, wie neue Simulationsrechnungen zeigen, die eine dritte Gruppe um Alessandra Mastrobuono-Battisti vom Israelischen Institut für Technologie in Haifa ebenfalls in «Nature» präsentiert.

Diese Simulationen zeigen, dass immerhin 20 bis 40 Prozent der Himmelskörper, die zuletzt in entstehende Planeten einschlagen, dieselbe chemische Zusammensetzung aufweisen wie ihr Ziel. Die Wahrscheinlichkeit für so eine chemische Übereinstimmung liegt damit etwa zehnmal höher als bislang angenommen, wie es in einem Begleitkommentar in «Nature» heisst. 

Gründlich vermischt

Eine andere Möglichkeit ist, dass sich Theia und die entstehende Erde nach dem Einschlag zunächst gründlich gemischt haben, bevor Mond und Erdmantel aus den Trümmern entstanden sind.

Erstmals haben ein Team um Thomas Krujier von der Universität Münster sowie eine Gruppe um Mathieu Touboul von der US-amerikanischen Universität von Maryland nun kleine, aber messbare Unterschiede im Vorkommen verschiedener Wolfram-Varianten (Isotope) zwischen Mond und Erde nachgewiesen. 

Die Messungen widersprechen nicht der Einschlagtheorie. Stattdessen werten die Forscher sie als Beleg dafür, dass der junge Mond und die Erde nach dem Einschlag jeweils eine abschliessende Schicht von Material angesammelt haben.

«Die kleinen, aber signifikanten Unterschiede in der Isotopenverteilung von Wolfram zwischen Erde und Mond entsprechen perfekt den unterschiedlichen Mengen von Material, die Erde und Mond nach dem Einschlag aufgesammelt haben», erläuterte Richard Walker von der Universität von Maryland in einer Mitteilung seiner Hochschule. «Das bedeutet, dass der Mond direkt nach seiner Entstehung dieselbe Isotopenmischung besass wie der Erdmantel.» (sda/dpa)

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Entstehung von Erde und Mond. Video: Youtube/Mirela Simic

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