Über Milliarden von Jahren haben Wissenschaftler die Geschichte der Entstehung unseres Mondes zusammengetragen: eine katastrophale Kollision zwischen der frühen Erde und einem marsgroßen Objekt namens Theia. Jetzt bestätigt eine neue Forschung, woher dieser den Planeten verändernde Impaktor kam – aus den wärmeren, inneren Regionen unseres Sonnensystems.
Die Kollision, die alles veränderte
Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren prallte Theia auf die Protoerde und verdampfte einen Großteil beider Körper. Die resultierenden Trümmer verschmolzen schließlich und bildeten zusammen mit ihrem Mondbegleiter die Erde, die wir heute kennen. Aber das Rätsel blieb: Wo war Theia geboren? Die Antwort liegt in den chemischen Fingerabdrücken, die im Erdmantel, im Mond und in alten Meteoriten erhalten geblieben sind.
Isotopenverhältnisse als kosmische Fingerabdrücke
Forscher des Max-Planck-Instituts und der University of Chicago analysierten Isotopenverhältnisse – Variationen in der Anzahl von Neutronen innerhalb von Elementen –, die in der Erde, Mondproben und Meteoriten gefunden wurden. Diese Verhältnisse dienen als eindeutige Kennung und verraten, wo ein Himmelskörper entstanden ist. Genau wie ein schlecht gemischter Kuchenteig hatten verschiedene Regionen des frühen Sonnensystems unterschiedliche chemische Zusammensetzungen.
Der Schlüsselbefund? Der Erdmantel enthält Eisen, das wahrscheinlich nach der ursprünglichen Entstehung des Planeten eingetroffen ist und von Theia geliefert wurde. Doch die Isotopensignatur von Theia stimmt mit keinem der bekannten Bausteine unseres Planeten überein. Dies deutet darauf hin, dass es sich nicht um einen zufälligen Wanderer aus dem äußeren Sonnensystem handelte. Stattdessen deuten die Beweise auf einen Nachbarn in der inneren Scheibe hin, der näher an der Sonne liegt als die Erde selbst.
Ursprünge des Inneren Sonnensystems bestätigt
Meteoriten dienen als kosmische Zeitkapseln und werden nach ihrer Herkunft kategorisiert. Nicht kohlenstoffhaltige (NC) Meteorite stammen aus dem inneren Sonnensystem und werden durch die Hitze der Sonne gebacken. In kälteren Regionen bildeten sich kohlenstoffhaltige Chondrite (CC), die Kohlenstoff und Wasser zurückhielten. Die Isotopenverhältnisse im Erdmantel stimmen mit denen von NC-Meteoriten überein, die Signatur von Theia bleibt jedoch deutlich.
„Das überzeugendste Szenario ist, dass die meisten Bausteine der Erde und Theias aus dem inneren Sonnensystem stammen“, erklärt Timo Hopp, Erstautor der Studie. Dies bedeutet, dass Erde und Theia im frühen Sonnensystem wahrscheinlich Nachbarn waren und vor ihrer gewaltsamen Begegnung einen gemeinsamen Ursprung hatten.
Die Nachwirkungen dieser Kollision brachten uns zu unserem Mond, der weiterhin mit einer eisigen Geschwindigkeit von 1,5 Zoll pro Jahr von der Erde wegdriftet. Die Entdeckung von Theias Ursprüngen klärt nicht nur die Entstehung des Mondes, sondern vertieft auch unser Verständnis der chaotischen Frühstadien unseres Sonnensystems.
