Entstehung des Mondes neu betrachtet Woher bekam die Erde ihren Mond und ihr Wasser?

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Der Ursprung des Mondes ist eine Geschichte ist voll spannender Wendungen. Während die gängigste Theorie davon ausgeht, dass er aus Überresten eines mit der Erde kollidierten Protoplaneten besteht, gibt eine aktuelle Studie neue Hinweise. Demnach wäre der Mond hauptsächlich aus Material der Erde selbst entstanden. Zudem untermauert die Studie die Annahme, dass Wasser die Erde schon früh in ihrer Entwicklung durch Einschläge bestimmter Meteoriten erreicht haben könnte.

Eine gewaltige Kollision zwischen der Ur-Erde und dem Protoplaneten „Theia“ hinterließ nicht nur ein Trümmerfeld aus Staub und Gestein, sondern auch die Ausgangslage zur Bildung des Mondes. Dies ist zumindest eine gängige Theorie, die den Ursprung unseres Erdtrabanten beschreibt.

Doch vielleicht war der planetare Zusammenstoß in anderer Form der Startschuss für unseren Mond als bislang gedacht.. Neue Daten einer Studie der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) deuten darauf hin, dass es sich beim Mond nicht hauptsächlich um fremdes Gesteinsmaterial von Theia handelt, sondern vielmehr um herausgeschleudertes Material des Erdmantels. Zudem untermauern die Daten die Annahme, dass Wasser die Erde schon früh in ihrer Entwicklung durch Einschläge bestimmter Meteoriten erreicht haben könnte.

Vorarbeit für autarke Mondmissionen

Solarzellen aus dem Mond

Spurenanalyse in Mondproben stellt gängige Annahme in Frage

Die Forschenden untersuchten in ihrer Studie Sauerstoffisotope von 14 Mondproben und führten 191 Messungen an Mineralen der Erde durch. Das Team nutzte eine verbesserte Variante von „Laser Fluorination“, eine Methode, bei der Sauerstoff mittels Laser aus Gestein freigesetzt wird. Die neuen Messungen zeigen eine sehr hohe Ähnlichkeit des so genannten Sauerstoffisotops 17 (¹⁷O) von Erde und Mond – das entspricht zwar grundsätzlich dem Mittel älterer Studien, neu ist aber der im Vergleich deutlich geringere Messfehler. Dadurch wird die Kollisions-Theorie unwahrscheinlich, weil Theia dabei 70 Prozent des Mondmaterials beigesteuert haben müsste.

„Eine Idee ist, dass Theia seinen Gesteinsmantel bei vorhergehenden Kollisionen verloren hat und als eine Art metallische Kanonenkugel mit der frühen Erde kollidiert ist“, beschreibt Prof. Dr. Andreas Pack, Leiter der Abteilung Isotopengeologie und Direktor am Geowissenschaftlichen Zentrum der Universität Göttingen. „Demnach wäre Theia heute Teil des Erdkerns, wogegen der Mond sich aus herausgeschleudertem Material des Erdmantels gebildet hat. Das würde die Ähnlichkeit der Zusammensetzung von Erde und Mond erklären.“

Die Wege des Wassers sind wohl anders als gedacht

Die neuen Daten geben außerdem einen Einblick in die Geschichte des Wassers auf der Erde: Laut einer verbreiteten wissenschaftlichen Annahme gelangte es erst nach der Mondbildung durch eine Serie weiterer Einschläge auf die Erde, die als „Late Veneer Event“ bekannt ist. Da die Erde viel häufiger von diesen Einschlägen getroffen wurde als der Mond, müsste sich auch hier ein messbarer Unterschied in den Sauerstoffisotopen zeigen – je nach Herkunft des einschlagenden Materials. „Da dies bei den neuen Daten aber nicht der Fall ist, können viele Meteoritenklassen als Verursacher des ‚Late Veneer‘ ausgeschlossen werden“, erklärt Erstautorin Meike Fischer, die zur Zeit der Forschung am MPS in Göttingen tätig war. „Unsere Daten lassen sich besonders gut mit der Meteoritenklasse der so genannten Enstatit-Chondriten erklären: Sie ähneln der Erde isotopisch und enthalten genug Wasser, um allein für den Wasserhaushalt der Erde verantwortlich zu sein.“

Originalpublikation: Meike Fischer et al.: Oxygen isotope identity of Earth and Moon with implications for the formation of the Moon and source of volatiles. Proceedings of the National Academy of Sciences Vol. 121, No. 52 (December 16, 2024); DOI: 10.1073/pnas.2321070121

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