Die Untersuchung von Meteoriten hat zu einer überraschenden Entdeckung geführt: Die bisherige Theorie über die Entstehung der Erde erscheint nicht mehr plausibel. Der blaue Planet muss anders und vor allem viel schneller als bislang gedacht seine Form angenommen haben.
Die Entstehung der Erde ging wahrscheinlich deutlich kürzer vonstatten als Astronomen bislang vermutet haben. Die Analyse von Eisenisotopen aus Meteoriten legt nahe, dass es nur fünf Millionen Jahre gedauert hat, bis unser Planet geformt wurde. Das ist ein Bruchteil der Zeit, von der frühere Theorien ausgehen.
Als die Sonne entstand, war sie von einer riesigen Scheibe aus Gas und Staub umgeben, diese wird Akkretionsscheibe genannt. Die Partikel, die um die Sonne schwirrten, klumpten sich über lange Zeiträume zu Körnern und Brocken zusammen, diese kollidierten miteinander und bildeten immer grössere Objekte. Mit der Zunahme ihrer Masse wuchs auch die Gravitation dieser Körper.
Bisherige Theorie fusst auf zufälligen Kollisionen
Die Massenanziehung sorgte dafür, dass diese Klumpen so zusammengepresst wurden, dass eine gleichmässige Form entstand und sich ihr Inneres aufheizte und verflüssigte. Sogenannte Protoplaneten entstanden.
Die bisherigen Theorien gehen davon aus, dass die Erde vor allem durch zufällige Kollisionen mit anderen Himmelskörpern weiter an Masse gewann. Dieser Prozess hätte Schätzungen zufolge 20 bis 50 Millionen Jahre gedauert.
Regen aus Sternenstaub
Wissenschaftler der Universität von Kopenhagen haben jetzt aber eine andere Theorie entwickelt: Demnach zog der Brocken, der später die Erde werden sollte, den noch feinen Sternenstaub aus den äusseren Bereichen der Akkretionsscheibe an. Durch den konstanten Regen aus feinen Partikeln wuchs der Planet in einem kontinuierlichen Prozess. Dieser Vorgang muss den Forschern zufolge nach fünf Millionen Jahren abgeschlossen gewesen sein.
Auf diese Theorie kamen die dänischen Geochemiker durch die Untersuchung einer speziellen Meteoriten-Art. Das Besondere an den sogenannten CI-Chondriten ist, dass ihre chemische Zusammensetzung der des ursprünglichen Nebels, aus dem das Sonnensystem entstand, sehr nahe kommt.
Das Forscherteam fand heraus, dass der Erdmantel – anders als die meisten anderen Körper im Sonnensystem – ein ähnliches Verhältnis unterschiedlicher Eisenisotope aufweist wie die CI-Chondriten. Hätte die Erde ihre Masse hauptsächlich durch den zufälligen Zusammenprall mit ganz unterschiedlich zusammengesetzten Gesteinsbrocken aufgebaut, dann hätte auch der Erdmantel eine andere chemische Zusammensetzung.
Das Verhältnis der Eisenisotope deutet der neuen Theorie zufolge stattdessen darauf hin, dass unser Planet im Laufe seines Entstehungsprozesses grosse Mengen des noch in seiner ursprünglichen Form vorhandenen Staubs der Akkretionsscheibe aus sonnenferneren Regionen angesammelt hat.
Ein einzigartiger Planet
Ihre chemische Zusammensetzung ist nicht das einzige, was die Erde zu einem aussergewöhnlichen Planeten in unserem Sonnensystem macht. Vor allem ein Ereignis in ihrer Entstehungsgeschichte hatte gravierende Folgen.
Der gängigsten Theorie zufolge stiess die Urerde vor 4,5 Milliarden Jahren mit einem anderen Protoplaneten zusammen. Der andere Himmelskörper wurde bei der Kollision zerstört. Bruchstücke des Erdmantels sammelten sich in der Umlaufbahn und bildeten den Mond.
Der Erdtrabant ist im Verhältnis zu seinem Planeten relativ gross. Und er hat einen grossen Einfluss auf die Himmelsmechanik. Der Mond sorgt dafür, dass die Rotationsachse der Erde stabil bleibt. Ohne ihn würde die Achsenneigung der Erde zur Sonne grosse Schwankungen aufweisen. Die Temperaturbedingungen auf der Erde wären dadurch extremer.
Die Plattentektonik der Erde ist ebenfalls einzigartig in unserem Sonnensystem. Nur unser Planet besitzt die Bedingungen für die langsame und stetige Bewegung der Kruste und des oberen Mantels. Ohne sie gäbe es keine Kontinente und keine Gebirge. Die Erdoberfläche wäre viel flacher, das Wasser würde sich gleichmässiger verteilen.
Sonnensystem im ständigen Wandel
Der jetzige Zustand unseres Planeten ist aber auch nur eine Momentaufnahme in der ständigen Veränderung unseres Sonnensystems. Irgendwann wird sich der Erdmantel so weit abgekühlt haben, dass der Drift der Platten zu einem Stillstand kommt. Erosion wird die Oberfläche abflachen, grosse Teile der heutigen Kontinente werden im Wasser versinken.
Auch das Verhältnis zwischen Erde und Mond ist nicht stabil. Der Trabant entfernt sich jedes Jahr um drei bis vier Zentimeter von unserem Planeten. In mehreren Milliarden Jahren könnte der Mond so weit von der Erde entfernt sein, dass die Anziehungskraft der Sonne stärker wirkt als die der Erde. Dann könnte der blaue Planet seinen Begleiter verlieren.
Verwendete Quellen:
- Universität von Kopenhagen: "The Earth formed much faster than previously thought"
- Science Advances: "Iron isotope evidence for very rapid accretion and differentiation of the proto-Earth"
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: "Wird der Mond eines Tages auf die Erde stürzen?"
- U.S. Geological Survey: "This Dynamic Earth – the Story of Plate Tectonics"
- PNAS: "Proterozoic Milankovitch cycles and the history of the solar system"
- Spektrum: "Steckbrief: Erde - der Blaue Planet mit Mond"
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