Astronomie und Raumfahrt

18. Oktober 2012

Astronomie Sonnensystem: Mond und Erde sind Geschwister

Forscher erhärten die These, dass der Mond durch den Zusammenprall unserer Erde mit einem anderen Planeten entstand. Foto: ddp

In neuen Studien erhärten Forscher die Theorie, dass der Mond durch den Zusammenprall unserer Erde mit einem anderen Planeten entstanden ist. Das erklärt auch, warum Proben vom Mond aus fast den gleichen Stoffen wie irdischer Fels bestehen.

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Laut der gängigen Theorie ist der Mond in der Frühzeit unseres Sonnensystems aus einer gewaltigen Kollision hervorgegangen, bei der ein kleinerer Planet, dem die Forscher den Namen Theia gaben, auf einen größeren knallte. Dabei nahm der größere Planet, der Vorläufer unserer Erde, den Hauptteil der Masse von Theia auf. Die Bruchstücke des Zusammenpralls kreisten um den Planeten und bildeten den Mond – als Ableger.

In dieser  Woche nun haben gleich zwei US-amerikanische Forschergruppen von der Harvard University und dem Southwest Research Institut in Boulder die Ergebnisse neuer Simulationen eines solchen Zusammenstoßes vorgestellt. Wie sie im Fachblatt Science schreiben, stießen sie auf verschiedene Möglichkeiten.

Zwei mögliche Szenarien

Zum einen ist es möglich, dass ein kleiner, aber schneller Himmelskörper auf eine schnell rotierende Urerde traf. Zum anderen könnten auch zwei ähnlich schwere Planeten deutlich langsamer miteinander kollidiert sein. In beiden Fällen wäre das Material der Himmelskörper stark durchmischt worden, wodurch das Erd- und Mondmaterial so ähnlich wurde. Gesteinsproben der Apollo-Missionen hatten die Erkenntnis gebracht, dass das Material vom Mond aus fast den gleichen Stoffen besteht wie irdischer Fels.

Bei einer Kollision, so die Forscher, sei das schwere Eisen in den Erdkern gesunken, wo es heute noch als Dynamo des Erdmagnetfeldes seine Dienste tut. Aus den leichteren Stoffen hätten sich der Erdmantel und der Mond gebildet. Diese Ergebnisse passen unter anderem zum Mangel an leichtem Zink auf dem Mond.

Zink spricht für eine Planetenkollision

Diesen haben die Forscher um Frédéric Moynier von der Washington University in Saint Louis entdeckt. Sie gingen davon aus, dass beide Körper bei einer planetaren Kollision zerrissen werden und sich auf einige tausend Grad Celsius aufheizen, wobei ein guter Teil ihres Inneren verdampft. Aus dieser Dampfphase kondensieren die schwerer flüchtigen Stoffe schneller wieder, die leichteren gehen einfacher ins All verloren. Falls der Mond sich also aus der heißen Gasscheibe nach einem solchen Aufprall gebildet hat, sollte er einen Mangel an leichten Elementen gegenüber der Erde aufweisen.

Die Forscher untersuchten dies anhand des Elements Zink. Es gibt unterschiedlich schwere Arten von Zink, sogenannte Isotope. Sie finden sich beispielsweise in Basaltgestein des Mondes. Die Forscher untersuchten 20 Proben von unterschiedlichen Orten auf dem Mond sowie einen Mondmeteoriten. Und in der Tat fanden sie heraus, dass das Zink vom Mond im Vergleich zu Erde oder Mars einen erhöhten Anteil an schweren Isotopen besitzt. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift Nature berichten, spreche das Zink also für eine Planetenkollision. (wsa)

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