Sonnensystem: Altersbestimmung war Glückssache

Dass Forscher das Alter unseres Sonnensystems korrekt bestimmt haben, war eher Glückssache. Denn wie sich jetzt herausstellt, ist eine der Grundannahmen für die Altersbestimmung, das konstante Verhältnis der beiden Uranisotope 238 und 235, falsch. Das zeigen neue Analysen von Meteoriten, die jetzt in „Science“ vorgestellt wurden.

Unser Sonnensystem ist aus Sternenstaub entstanden. Dieser stammt aus Sternen, die einige Millionen oder sogar Milliarden Jahre vor der Geburt unseres Sonnensystems explodierten. Bei solchen Supernova-Explosionen wurden die schweren Elemente erzeugt, unter ihnen auch Uran. Das zurzeit allgemein anerkannte Alter unseres Sonnensystems liegt bei 4,567 Milliarden Jahren. Wissenschaftler ermittelten es 2002 anhand des radioaktiven Zerfalls von Uran zu Blei, dem Goldstandard der Altersbestimmung in den Geo- und Planetenwissenschaften. Um diese radioaktive

Uhr präzise anwenden zu können, muss man allerdings das Verhältnis der beiden langlebigen Uranisotope 238U/235U genau kennen. Bisher galt dieses Verhältnis als konstant.

Jetzt aber haben Frankfurter Geowissenschaftler gemeinsam mit Kollegen von der Arizona State Universität gezeigt, dass es gerade in dem ältesten Material des Sonnensystems, den Meteoriten, erhebliche Variationen in der Uranisotopie gibt. Hätte man die jüngst untersuchten Kalzium- Aluminium-reichen Einschlüsse (CAIs) einiger Meteoriten zur Altersbestimmung herangezogen, wäre das Sonnensystem bis zu fünf Millionen Jahre zu alt datiert worden.

Curium veränderte Verhältnis der Uranisotope

Die Wissenschaftler um Stefan Weyer weisen nun nach, dass bei der Geburt unseres Sonnensystems noch ein sogenanntes Trans-Uran – das Element Curium – existierte. Das bisher bei der Uran-Isotopie von Meteoriten nicht berücksichtigte Curium stammt nach Berechnungen der Forscher aus einer Sternenexplosion, die etwa 100 Millionen Jahre vor der Geburt unseres Sonnensystems stattfand.

Das Isotop 247Cm des nach der zweifachen Nobelpreisträgerin Marie Curie benannten Elements zerfällt mit einer Halbwertszeit von circa 15 Millionen Jahren in 235U, eines der beiden noch existierenden Uranisotope. Auf diese Weise verschiebt sich das Verhältnis der Uran-Isotope zugunsten des 235U.

Stimmt das Alter des Sonnensystems noch?

Müssen wir das Alter des Sonnensystems nun völlig revidieren? „Ganz so gravierend ist die Lage wahrscheinlich nicht“, so Weyer, der das Forschungsprojekt während seiner Zeit an der Goethe-Universität betreute. Wie der inzwischen an der Universität Köln arbeitende Forscher erklärt, gab es auch Altersbestimmungen an anderen Materialien aus dem frühen Sonnensystem, die sich nur kurz nach den Kalzium-Aluminium-reichen Einschlüssen (CAIs) in den Meteoriten gebildet haben. In diesen Materialien war vermutlich auch deutlich weniger Curium, so dass nur geringere Abweichungen von der bekannten Uran-Isotopie vorlagen.

Glück gehabt

„Vermutlich haben also die Altersbestimmer Glück gehabt und bei ihren Datierungen keine CAIs erwischt, die allzu sehr vom Curiumzerfall betroffen waren“. Um allerdings zukünftig das Alter des Sonnensystems besser bestimmen zu können, will Weyer in einem neuen Forschungsprojekt die Uran-Blei Uhr von CAIs – dem ältesten Material unseres Sonnensystems – mit exakten Uranisotopenmessungen kombinieren.

(Universität Frankfurt am Main, 20.01.2010 – NPO)