Mond-Entstehung: Weiteres Indiz für Kollisionstheorie
Forscher finden erstmals Spur von Theia – Isotopen-Zusammensetzung im Mondgestein anders als auf der Erde.
Wie ist der Mond der Erde entstanden? Diese Frage ist immer noch nicht endgültig geklärt. Zwar dominiert in der wissenschaftlichen Diskussion die Kollisionhypothese: Danach bildete sich der Erdtrabant aus den Trümmern des Zusammenstoßes der Protoerde mit einem zweiten, etwa marsgroßen Protoplaneten. Doch auch andere Hypothesen – wie etwa die Explosion eines in der Kern-Mantel-Übergangszone der Erde liegenden Uran-Georeaktors – haben immer noch ihre Anhänger. Denn die Kollisionshypothese hat ein Problem: Sie sagt unterschiedliche Isotopenverhältnisse für die Erde und den Mond voraus. Bislang sind aber alle Versuche fehlgeschlagen, solche Unterscheide aufzuspüren und damit Materie des Theia genannten, etwa Mars-großen Kollisionspartners nachzuweisen.
Abb.: So könnte es gewesen sein – der Zusammenstoß der Protoerde mit dem marsgroßen Protoplaneten Theia führt zur Entstehung des Monds. (Bild: Nasa-JPL / Caltech)
Das hat sich nun – vielleicht – geändert. Daniel Herwartz von der Georg-August-Universität Göttingen und seine Kollegen haben die bislang genaueste Analyse von Gesteinsproben durchgeführt, die von Astronauten der Apollo-Missionen zur Erde gebracht worden waren. Die Messungen des Teams zeigen einen Unterschied von 12 ppm zwischen den Sauerstoff-Isotopen 16 und 17. Der Unterschied sei zwar gering, aber deutlich nachweisbar, so Herwartz, und man könne daher nun „einigermaßen sicher“ sein, dass die gewaltige Kollision tatsächlich stattgefunden habe.
Die Forscher folgern weiter, dass Theia von seiner Zusammensetzung her so genannten Enstatit-Chondriten ähnelt. Das sind Meteoriten, die vermutlich von Körpern stammen, die nicht im Asteroidengürtel, sondern näher an der Sonne entstanden sind. „Unser nächstes Ziel ist es nun, aus den Isotopen zu bestimmen, wie viel Theia-Materie der Mond enthält“, sagt Herwartz. Die Daten deuten darauf hin, so der Forscher, dass das Mischungsverhältnis von Theia-Materie zu Materie der Proto-Erde im Mond mit etwa 50:50 niedriger ist als bislang angenommen. Die meisten Computersimulationen der Kollision haben bislang einen Theia-Anteil von 70 bis 90 Prozent für den Mond geliefert.
Herwarts und seine Kollegen verkünden ihr Ergebnis zwar als „Identifizierung des großen Impaktors Theia in lunarem Gestein“, bleiben aber doch vorsichtig und präsentieren auch eine alternative Erklärungsmöglichkeit. So könnte die Kruste der Erde sich nach der Entstehung des Mondes durch den Zustrom kohliger Chondriten mit Material angereichert haben, das relativ arm an Sauerstoff-17 ist. Für einen solchen Prozess gibt es durchaus auch andere Hinweise, wie etwa eine erhöhte Häufigkeit siderophiler Elemente im Erdmantel. Eine endgültige Antwort auf die Frage, wie der Mond der Erde entstanden ist, steht also letztlich immer noch aus.
Rainer Kayser
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