Seit mehr als einem Jahrhundert debattieren Wissenschaftler darüber, wie der Erdmond entstand. Forscher der Yale University und aus Japan sagen jetzt, dass sie möglicherweise die Antwort haben.
Viele Theoretiker vermuten, dass ein marsgroßes Objekt mit der jungen Erde kollidierte und herausgesprengtes Material von dieser Kollision die Grundlage für die Entstehung des Mondes bildete. Als diese Theorie in Computersimulationen getestet wurde, stellte sich heraus, dass der Mond hauptsächlich aus dem einschlagenden Objekt bestehen würde, dem sogenannten Impaktor. Trotzdem ist das Gegenteil der Fall: Aus der Analyse des von den Apollo-Missionen zurückgebrachten Gesteins wissen wir, dass der Mond hauptsächlich aus Material von der Erde besteht.
Eine neue Studie, die am 29. April 2019 im Journal Nature Geoscience veröffentlicht wurde, bietet eine Erklärung. Der Geophysiker Shun-ichiro Karato von der Yale University wirkte als Co-Autor an der Studie mit.
Der Schlüssel sei laut Karato, dass die junge Proto-Erde rund 50 Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne von einem Meer aus heißem Magma bedeckt war, während das einschlagende Objekt wahrscheinlich aus festem Material bestand. Karato und seine Kollegen testeten ein neues Modell, basierend auf der Kollision der von einem Magmaozean bedeckten Proto-Erde mit einem soliden, einschlagenden Objekt.
Das Modell zeigte, dass das Magma nach der Kollision viel stärker erhitzt wird als das feste Material des einschlagenden Objekts. Dann vergrößert das Magma sein Volumen und wandert in den Orbit, um den Mond zu bilden. Das erklärt, warum es im Aufbau des Mondes viel mehr Material von der Erde gibt. Frühere Modelle berücksichtigten den unterschiedlichen Grad der Aufheizung zwischen den Silikaten der Proto-Erde und dem Impaktor nicht.
“In unserem Modell besteht der Mond zu etwa 80 Prozent aus Material der Proto-Erde”, sagte Karato, der umfangreiche Forschungen zu den chemischen Eigenschaften des Magmas auf der Proto-Erde durchführte. “In den meisten früheren Modellen bestand der Mond zu rund 80 Prozent aus dem Impaktor. Das ist ein großer Unterschied.”
Karato sagte, das neue Modell bestätige frühere Theorien über die Entstehung des Mondes, ohne unkonventionelle Kollisionsbedingungen vorauszusetzen – etwas, das die Theoretiker bislang tun mussten.
Für die Studie leitete Karato die Forschung zur Kompression geschmolzener Silikate. Eine Gruppe des Tokyo Institute of Technology und des RIKEN Center for Computational Science entwickelte eine Computermodell, um vorherzusagen, wie Material von der Kollision zum Mond wurde.
Der Erstautor der Studie ist Natsuki Hosono vom RIKEN Center. Weitere Co-Autoren sind Junichiro Makino und Takayuki Saitoh.
(THK)
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