Katastrophale Kollision: Der Erdmond entstand tatsächlich durch den Zusammenstoß der jungen Erde mit einem etwa marsgroßen Protoplaneten. Forscher haben erstmals eindeutige Isotopenspuren dieses Theia getauften Protoplaneten auf dem Mond nachgewiesen. Dies belegt, dass sich der Erdtrabant tatsächlich aus den Trümmern beider Kollisionspartner bildete, so die Wissenschaftler im Fachmagazin „Science“.
Der Erdmond ist ein Sonderfall unter den rund 150 Monden unseres Sonnensystems. Denn er ist weder ein eingefangener Planetoid, noch bildete er sich gemeinsam mit seinem Planeten in der Urwolke. Stattdessen, so postuliert es die gängigste Theorie, wurde er kurz nach Entstehung der Erde in einer gewaltigen Kollision geschaffen. Vor rund 4,5 Milliarden Jahren stieß diese mit dem marsgroßen Protoplaneten Theia zusammen. Bei diesem schrägen Treffer verdampfte ein Großteil von Theia und ein Teil der Erdkruste und des Mantel und kondensierte in einer Umlaufbahn um die Erde wieder aus. Diese Trümmer ballten sich zusammen und bildeten dann den Mond.
Spurensuche in Apollo-Proben
Stimmt diese Theorie, dann müsste der Erdmond zu rund 70 Prozent aus Theia-Material bestehen. Weil das Gesteinsmaterial der einzelnen Himmelskörper aus verschiedenen Bereichen der Urwolke stammt, enthält es auch unterschiedliche Anteile bestimmter Isotope. Doch bisherige Isotopenanalysen von Mondmeteoriten und Mondgestein ergaben immer eine extrem hohe Ähnlichkeit zwischen der Erde und ihrem Trabanten – was nicht sein dürfte, wenn dieser vorwiegend aus Theia-Trümmern besteht.
Daniel Herwartz von der Universität Köln und seine Kollegen haben nun erneut Mondgestein analysiert und dafür Basaltproben von drei Apollo-Missionen genutzt, die bisher relativ unangetastet in den Speziallaboren der NASA lagerten. Die Forscher setzten den Sauerstoff der Gesteine frei, reinigten ihn aufwändig und analysierten ihn im Gasmassenspektrometer. „Dabei konnten wir erstmals eine minimale Differenz der Verhältnisse des seltenen Sauerstoffisotops 17-O zum häufigsten Sauerstoffisotop 16-O messen“, erläutert Herwartz. „Die Unterschiede sind gering und schwer festzustellen – aber es gibt sie.“
Theia kreiste in ähnlicher Bahn
Dieser kleine Unterschied ist der erste eindeutige Hinweis darauf, dass an der Entstehung des Erdmonds tatsächlich ein zweiter Himmelskörper außer der Erde beteiligt war. „Dass die Isotopenzusammensetzung von Mond und Erde trotzdem so ähnlich ist, könnte darin begründet sein, dass beide Planeten in derselben Region entstanden sind“, erklärt Herwartz. Das würde die chemische Ähnlichkeit erklären, aber auch, warum beide damals kollidierten.
Das nächste Ziel der Forscher ist es nun herauszufinden, wie viel Theia tatsächlich im Mond steckt. Die bisherigen Daten deuten darauf hin, dass der Mond halb aus Erd- und halb aus Theia-Material bestehen könnte. Diese Vermutung wollen die Forscher nun allerdings erst durch weitere Analyse-Daten untermauern. (Science, 2014; doi: 10.1126/science.1251117)
(Science, 06.06.2014 – NPO/MVI)
