Ein Forscherteam der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) hat ein weiteres Puzzleteil zur Entstehung des Mondes und des Wassers auf der Erde entdeckt. Die vorherrschende Theorie war, dass der Mond das Ergebnis einer Kollision zwischen der frühen Erde und dem Protoplaneten Theia war. Neue Messungen deuten darauf hin, dass der Mond aus Material entstand, das aus dem Erdmantel ausgestoßen wurde, ohne dass Theia dazu beigetragen hätte. Darüber hinaus stützen die Ergebnisse die Annahme, dass Wasser die Erde schon früh in ihrer Entwicklung erreicht haben könnte und möglicherweise nicht durch späte Einschläge hinzugefügt wurde. Die Ergebnisse wurden im veröffentlicht Verfahren der National Academy of Sciences (PNAS).
Die Forscher analysierten Sauerstoffisotope aus 14 Proben vom Mond und führten 191 Messungen an Mineralien von der Erde durch. Isotope sind Varianten desselben Elements, die sich nur durch das Gewicht ihres Kerns unterscheiden. Das Team nutzte eine verbesserte Version der „Laserfluorierung“, einer Methode, bei der mithilfe eines Lasers Sauerstoff aus Gestein freigesetzt wird. Die neuen Messungen zeigen eine sehr große Ähnlichkeit zwischen Proben, die sowohl von der Erde als auch vom Mond eines Isotops namens Sauerstoff-17 entnommen wurden (17O). Die Isotopenähnlichkeit zwischen Erde und Mond ist ein seit langem bestehendes Problem in der Kosmochemie, für das der Begriff „Isotopenkrise“ geprägt wurde.
„Eine Erklärung ist, dass Theia bei früheren Kollisionen seinen Gesteinsmantel verlor und dann wie eine metallische Kanonenkugel in die frühe Erde einschlug“, sagt Professor Andreas Pack, Geschäftsführender Direktor des Geowissenschaftlichen Zentrums der Universität Göttingen und Leiter der Abteilung Geochemie und Isotopengeologie. „Wenn dies der Fall wäre, wäre Theia heute Teil des Erdkerns und der Mond wäre aus ausgeschleudertem Material aus dem Erdmantel entstanden. Dies würde die Ähnlichkeit in der Zusammensetzung von Erde und Mond erklären.“
Die gewonnenen Daten geben auch Einblick in die Geschichte des Wassers auf der Erde: Einer weitverbreiteten Annahme zufolge gelangte es erst nach der Entstehung des Mondes durch eine Reihe weiterer Einschläge, die als „Late Veneer Event“ bezeichnet werden, auf die Erde. Da die Erde von diesen Einschlägen viel häufiger getroffen wurde als der Mond, sollte es auch einen messbaren Unterschied zwischen den Sauerstoffisotopen geben – abhängig von der Herkunft des einschlagenden Materials. „Da die neuen Daten jedoch zeigen, dass dies nicht der Fall ist, können viele Arten von Meteoriten als Ursache für das ‚späte Furnier‘ ausgeschlossen werden“, erklärt Erstautorin Meike Fischer, die am Max-Planck-Institut für Sonnensystem arbeitete Forschung in Göttingen zum Zeitpunkt der Forschung. „Unsere Daten lassen sich besonders gut durch eine Klasse von Meteoriten erklären, die ‚Enstatit-Chondrite‘ genannt werden: Sie sind der Erde isotopenähnlich und enthalten genug Wasser, um allein für das Wasser der Erde verantwortlich zu sein.“
