Mega-Kollision mit ErdeMögliche Herkunft von Planet Theia gefunden
Die Erde überlebte einst die Kollision mit einem anderen Planeten, aus dessen Trümmern der Mond entstand. Nun schließen Forscher auf die Herkunft des mysteriösen Planeten namens Theia. Dabei helfen auch Meteoritenfunde.
Die Erde hat bereits eine Apokalypse hinter sich: Vor 4,5 Milliarden Jahren, so schätzt man, schlug ein gewaltiger Brocken auf ihr ein. Es war nicht ein Asteroid, wie bei den Dinosauriern, sondern ein ganzer Planet: Die Forschung nannte ihn Theia. Der Einschlag war so heftig, dass das herausgeworfene Material später den Mond formte. Doch wo kam Theia eigentlich her? Forschende aus Deutschland und den USA wollen das nun herausgefunden haben.
Das Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und der Universität von Chicago hatte dafür das Verhältnis verschiedener Eisenisotope in Erd- und Mondgestein mit bisher unerreichter Genauigkeit analysiert. Daraus schlossen sie auf eine "Zutatenliste" Theias, die demnach Hinweise auf den Ursprung des etwa marsgroßen Planeten gibt.
Kosmischer Fingerabdruck
"In der Zusammensetzung eines Körpers ist seine gesamte Entstehungsgeschichte archiviert", so Thorsten Kleine, Direktor am MPS und Co-Autor der Studie laut einer Mitteilung des Instituts. "Auch sein Entstehungsort." Denn im frühen Sonnensystem waren die Isotope, also Varianten, bestimmter Elemente, nicht gleichmäßig verteilt. Am äußeren Rand des Sonnensystems etwa kamen die Isotope in einem minimal anderen Verhältnis vor als in Sonnennähe. Dieser Fingerabdruck gibt also Hinweise auf die Herkunft eines Objekts.
Daher untersuchte das Team Proben typischen Erdgesteins und sechs Gesteinsproben vom Mond. Im Fokus standen Eisenisotope, aber auch solche von Chrom, Molybdän und Zirkonium. Dabei bestätigte sich, dass die Gesteine von Erde und Mond kaum unterscheidbar sind. Die große Ähnlichkeit ließ keinen direkten Rückschluss auf Theia zu, obwohl vermutet wird, dass der Mond fast ausschließlich aus Material von Theia besteht.
Theia näher an der Sonne entstanden?
Um dennoch auf die Herkunft von Theia schließen zu können, stellten die Forschenden Berechnungen an, wie Theia wahrscheinlich zusammengesetzt gewesen sein muss, um das heutige Isotopenverhältnis im Gestein von Erde und Mond am besten zu erklären. Dazu zog das internationale Team auch Material von Meteoriten hinzu, denn Meteoriten gelten als Baumaterial der Erde und Theias.
Das Ergebnis: "Das überzeugendste Szenario ist, dass der Großteil des Baumaterials von Erde und Theia aus dem inneren Sonnensystem stammt", sagte Timo Hopp, Forscher am MPS und Erstautor der Studie, die im Fachmagazin "Science" veröffentlicht wurde. Bei Theia dürfte laut den Forschenden aber auch eine größere Menge bisher unbekannten Materials im Spiel gewesen sein, dessen Ursprung sie näher an der Sonne verorten als den der Erde. Die Rechnungen sprächen deshalb dafür, dass Theia sonnennäher entstand als unser Planet.