Forscher finden erstmals Spur von Theia - Isotopen-Zusammensetzung in frischem Mondgestein anders als auf der Erde
Göttingen - Die Isotopenverteilung von Sauerstoff im Mondgestein unterscheidet sich signifikant von jener in irdischem Gestein. Das zeigt die bislang genaueste Analyse von Gesteinsproben, die von Astronauten der Apollo-Missionen zur Erde gebracht worden waren, durch ein Forscherteam aus Deutschland. Die Wissenschaftler sehen den Unterschied als entscheidenden Beweis dafür, dass der Mond durch den Zusammenstoß der Ur-Erde mit einem etwa marsgroßen Planeten entstanden ist. Die Entdeckung erlaube auch Rückschlüsse auf die Zusammensetzung dieses „Theia“ genannten Himmelskörpers, schreiben die Forscher im Fachblatt „Science“.
„Die meisten Computersimulationen dieser Kollision lassen erwarten, dass der Mond überwiegend aus Material von Theia besteht“, erläutern Daniel Herwartz von der Georg-August-Universität Göttingen und seine Kollegen. Doch ein hoher Anteil von 70 bis 90 Prozent führt zu einem Problem: „Die Isotopen-Zusammensetzung von Erde und Mond sollte sich unterscheiden.“ Denn solche Unterschiede finden sich zwischen allen Planeten des Sonnensystems – sollten also auch zwischen Ur-Erde und Theia bestanden haben. „Bislang sind jedoch alle Versuche fehlgeschlagen, isotopische Komponenten von Theia im Mondgestein zu identifizieren.“
Das hat sich nun geändert: Die Messungen von Herwartz und seinem Team zeigen einen Unterschied von 12 ppm zwischen den Sauerstoff-Isotopen 16 und 17. Als Isotope bezeichnen Physiker chemisch identische Atome mit unterschiedlicher Zahl von Neutronen, also auch unterschiedlichem Atomgewicht. Die Einheit ppm bedeutet „Teile von einer Million“, 12 ppm entsprechen also 0,0012 Prozent. „Der Unterschied ist zwar gering, aber deutlich nachweisbar“, betont Herwartz, „und beweist, dass die gewaltige Kollision tatsächlich stattgefunden hat.“
Die Forscher folgern weiter, dass Theia von seiner Zusammensetzung her so genannten Enstatit-Chondriten ähnelt. Das sind Meteoriten, die vermutlich von Körpern stammen, die nicht im Asteroidengürtel, sondern näher an der Sonne entstanden sind. „Unser nächstes Ziel ist es nun, aus den Isotopen zu bestimmen, wie viel Theia-Materie der Mond enthält“, sagt Herwartz. Die Daten deuten darauf hin, so der Forscher, dass das Mischungsverhältnis von Theia-Materie zu Materie der Ur-Erde im Mond mit etwa 50:50 niedriger ist als bislang angenommen.
Bildquelle: Nasa/JPL/Caltech
