Zu verstehen, woher die wesentlichen Elemente der Erde kamen – und warum einige vermissen -, hat die Wissenschaftler lange verwirrt. Jetzt zeigt eine neue Studie eine überraschende Wendung in der Geschichte der Formation unseres Planeten.
Eine neue Studie unter der Leitung des Assistenzprofessors Damanveer Grewal der Arizona State University von der School of Molekularwissenschaften und der School of Earth and Space Exploration in Zusammenarbeit mit Forschern von Caltech, Rice University und MIT fordert traditionelle Theorien heraus, warum Erde und Mars in erschöpft sind, in mäßig volatile Elemente (MVEs). MVEs wie Kupfer und Zink spielen eine entscheidende Rolle in der planetarischen Chemie, die häufig lebenserhöhte Elemente wie Wasser, Kohlenstoff und Stickstoff begleiten. Das Verständnis ihrer Herkunft liefert wichtige Hinweise darauf, warum die Erde zu einer bewohnbaren Welt wurde. Erde und Mars enthalten signifikant weniger MVEs als primitive Meteoriten (Chondriten), was grundlegende Fragen zur Planetenbildung aufwirft.
Veröffentlicht in Wissenschaft FortschritteDie Studie verfolgt einen neuen Ansatz durch die Analyse von Eisenmeteoriten – Überreste der metallischen Kerne der frühesten planetarischen Bausteine -, um neue Erkenntnisse aufzudecken.
„Wir fanden schlüssige Beweise dafür, dass Planetesimale der ersten Generation im inneren Sonnensystem unerwartet reich an diesen Elementen waren“, sagte Grewal. „Diese Entdeckung verändert unser Verständnis, wie Planeten ihre Zutaten erworben haben.“
Bisher glaubten Wissenschaftler, dass MVEs entweder verloren gingen, weil sie im frühen Sonnensystem nie vollständig kondensiert oder während der planetesimalen Differenzierung entkommen waren. Diese Studie zeigt jedoch eine andere Geschichte: Viele der ersten Planetensimale hielten an ihren MVEs fest, was darauf hindeutet, dass die Bausteine der Erde und der Mars später ihre verloren haben – während einer Zeit gewalttätiger kosmischer Kollisionen, die ihre Formation prägten.
Überraschenderweise stellte das Team fest, dass viele Planetesimale des inneren Sonnensystems chondritähnliche MVE-Häufigkeiten behalten und zeigten, dass sie MVEs trotz der Differenzierung unterzogen und bewahrten. Dies deutet darauf hin, dass die Vorläufer der Erde und des Mars in diesen Elementen nicht erschöpft waren, sondern dass ihr Verlust über eine längere Anamnese des Kollisionswachstums und nicht über eine unvollständige Kondensation in der Differenzierung des Sonnennebels oder planetesimals auftrat.
„Unsere Arbeit definiert neu, wie wir die chemische Entwicklung von Planeten verstehen“, erklärte Grewal. „Es zeigt, dass die Bausteine von Erde und Mars ursprünglich reich an diesen leben-Essentiellen Elementen waren, aber intensive Kollisionen während des Planetenwachstums verursachten ihre Erschöpfung.“
