Ohne die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff gäbe es uns nicht. Doch genau diese beiden Stoffe könnten erst aus dem Weltall auf die frühe Erde gelangt sein – durch Meteoriteneinschläge. Indizien dafür haben deutsche Forscher bei Analysen von Gesteinen aus dem Erdmantel gefunden. Dort kommen bestimmte Elemente häufiger vor als es nach der Entstehung des Erdkerns eigentlich sein dürfte. Und: Ihr Verhältnis stimmt mit dem in bestimmten Meteoriten überein, so die Forscher in „Nature“.
Woher stammen flüchtigen Elemente wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff in der Erde? Diese Frage scheint auf den ersten Blick leicht zu beantworten: Daher, wo auch alles andere herkommt: aus den Gasen und Materiebrocken, die einst unseren Planeten bildeten. Doch ganz so einfach ist es leider nicht. Denn nachdem die Erde ihre endgültige Größe erreicht hatte, begann sich ihr Inneres zu differenzieren und der Erdkern und die verschiedenen Schichten entstanden. Dabei sanken schwere Elemente, vor allem Eisenmetelle, in den Kern, leichtere wie Silizium bleiben in Erdmantel und Kruste.
Mit dem Metall wurden auch metalliebende Elemente wie Schwefel, Tellur und Selen mit in die Tiefe gezogen. Deshalb müsste nach diesem Modell der Erdmantel und die Erdkruste eher arm an diesen Elementen sein. Doch das stimmt nicht, wie Messungen von Zaicong Wang von der Freien Universität Berlin und seinen Kollegen nun zeigen. Sie fanden bei Analysen von Mantelgesteinen deutlich höhere Werte von Tellur, Selen und Schwefel, als es die Modelle vorhersagen.
Meteoriten lieferten 20 bis 100 Prozent des Kohlenstoffs
Und noch etwas stellten die Forscher fest: Die Anteile von Schwefel, Selen und Tellur im Erdmantel sind weitgehend identisch mit denen, die man in bestimmten Meteoriten, den sogenannten kohligen Chondriten findet. Diese sehr häufige und sehr alte Gruppe von kosmischen Trümmerbrocken enthält meist auch hohe Anteile von flüchtigen Elementen wie Wasserstoff und Kohlenstoff. Nach Ansicht von Wang und seine Kollegen legt dies nahe, dass die in der Frühzeit der Erde häufigen Einschläge von Asteroiden die damalige Erdoberfläche nicht nur mit Tellur und Co. anreicherten, sondern auch mit Wasserstoff und Kohlenstoff.
Wie viel Wasserstoff und Kohlenstoff die Chondriten damals auf die Erde brachten, haben Wang und seine Kollegen über die typischen Anteile dieser Elemente im Verhältnis zu Tellur und Co berechnet. Demnach könnten 20 bis sogar 100 Prozent des heutigen Wasserstoffs und Kohlenstoffs aus solchen Einschlägen stammen. Allerdings, so räumen die Forscher ein, sind die Unsicherheiten sehr hoch. Denn noch ist nicht genau bekannt, wie viel flüchtige Elemente durch Ausgasen verloren gegangen sind und auch die Anteile dieser Elemente in Chondriten variieren. Weitere Studien seien daher nötig, um diese Werte zu bestätigen und zu präzisieren. Sollte sich das aber bestätigen, könnte es demnach sein, dass bereits die Grundbausteine unserer Existenz aus dem Weltall stammen.
(Freie Universität Berlin, 31.07.2013 – NPO)
