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| ETH-Forscher
datieren erstmals die Entstehung des Mondes |
| Geburtsdatum
von Erde und Mond gefunden |
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Ein
Forscherteam der ETH Zürich sowie der Universitäten Münster,
Köln und Oxford haben die Entstehung des Mondes erstmals präzise
datiert. Sie können zeigen, dass der Mond vor 4527 Millionen Jahren entstanden ist. Dieses Alter stützt die gängige Theorie der Mondentstehung
und ist gleichzeitig die "Geburtsstunde" der Erde. Die Resultate werden
in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Science publiziert.
Bisherige
Abschätzungen für das Alter des Mondes stützten sich im
wesentlichen auf relativ ungenaue Datierungen von wenigen Mondgesteinen,
die zeigen, dass der Mond irgendwann in den ersten 100 Millionen Jahren
unseres Sonnensystems entstanden sein muss. Ein Forscherteam des Instituts
für Isotopengeologie der ETH Zürich und der Universitäten
Münster, Köln und Oxford hat für die nun präsentierten
Resultate Metalle aus Mondproben der verschiedenen Apollo-Missionen untersucht.
In diesen Metallen wurden kleinste Mengen des Elements Wolfram untersucht.
Die neuen hoch präzisen Messungen zeigen, dass eine bestimmte Art
von Wolfram - das Isotop Wolfram-182 - in Mondgesteinen unterschiedlich
häufig vorkommt. Diese Unterschiede werden von den Forschenden benutzt,
um das Alter des Mondes zu berechnen.
| 527 Millionen Jahre alter Mond |
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| Das
Forscherteam kann das Isotop Wolfram-182 zur Altersbestimmung von Prozessen
benutzen, die sehr lang zurückliegen. Wolfram-182 ist teilweise durch
den radioaktiven Zerfall von Hafnium-182 entstanden. Dieses Hafnium-182
war ein sehr instabiles Isotop und ist, für geologische Zeiträume
sehr schnell, innerhalb der ersten 60 Millionen Jahren unseres Sonnensystems
komplett zerfallen.
Unterschiede
in der Häufigkeit von Wolfram-182 in den Mondgesteinen weisen daher
darauf hin, dass es ausreichende Mengen des radioaktiven Mutterisotops
Hafnium-182 gab. Findet man keinen Unterschied in der Häufigkeit von
Wolfram-182, müssen die Gesteine mehr als 60 Millionen Jahre nach
der Entstehung des Sonnensystems entstanden sein. |
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Gibt
es jedoch Variationen in Wolfram-182, dann kann deren Entstehung eingegrenzt
und eine genaue Altersbestimmung durchgeführt werden: je grösser
die Unterschiede in der Häufigkeit von Wolfram-182, desto länger
muss die Entstehung zurückliegen.
Die
Resultate der Forschergruppe belegen nun erstmals, dass Mondgesteine unter-schiedliche
Mengen Wolfram-182 enthalten, das durch den Zerfall von Hafnium-182 gebildet
wurde. Aus diesen Unterschieden berechneten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen,
dass der Mond vor 4527±10 Millionen Jahren entstanden sein muss.
Dies entspricht 30 bis 50 Millionen Jahren nach Entstehung des Sonnensystems.
Rieseneinschlag
als Geburtsereignis
Die
Theorie des "Giant Impact" ist seit fast 30 Jahren in der Fachwelt bekannt
und wird heute weit herum akzeptiert. Die Theorie geht davon aus, dass
ein etwa Mars-grosser Planet mit der Protoerde kollidierte. Die Trümmer
der Kollision bildeten eine Scheibe um die Erde, woraus sich der Mond formte.
Die durch den Giant Impact freigesetzte Energie hat einen Grossteil des
Mondes aufgeschmolzen und einen Magmaozean erzeugt. Nach den neuen Ergebnissen
muss der Magmaozean auf dem Mond sehr schnell, in weniger als 20 Millionen
Jahren, komplett erstarrt sein. Die in Science vorgestellten Ergebnisse
liefern wichtige Belege für die Hypothese des Giant Impacts. Die neue
Altersbestimmung zeigt, dass der Mond zu einem Zeitpunkt entstanden ist,
als es schon Planeten in unserem Sonnensystem gab, wie zum Beispiel den
Mars. Es ist daher wahrscheinlich, dass der Mond durch die Kollision zwischen
Planeten entstanden ist.
Mondgesteine
entschlüsseln "Geburtsstunde" der Erde
Kollisionen
zwischen Planeten waren ein häufiges Ereignis in der frühen Geschichte
unseres Sonnensystems. So entstand die Erde durch eine Vielzahl solcher
Kollisionen, die zu einem allmählichen Anwachsen der Erde zu ihrer
heutigen Grösse führten. Der Giant Impact war jedoch ein in seinem
Ausmass einmaliges Ereignis in unserem Sonnensystem. Er ist mit grosser
Wahrscheinlichkeit das letzte Ereignis im Wachstum der Erde und markiert
damit das Ende der Erdentstehung. Das Alter des Mondes ist daher zugleich
die Geburtsstunde der Erde. "Bisher konnte der Zeitpunkt der Entstehung
der Erde nie eindeutig bestimmt werden", so Thorsten Kleine vom Institut
für Isotopengeologie der ETH Zürich, "bisherige Altersabschätzungen
waren sehr modellabhängig und kamen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen.
Nun können wir das erste Mal aufgrund von Messungen die Geburtsstunde
der Erde bestimmen". Kleine hält fest, dass die ältesten Gesteine,
die man heute auf der Erde findet, mindestens 500 Millionen Jahren jünger
als die Erde selbst sind. Sie lassen daher keine eindeutigen Schlussfolgerungen
auf die Entstehung der Erde zu. Mondgesteine dagegen enthalten solche Information
über die Entstehung von Erde und Mond. Thorsten Kleine dazu: "Uns
Wissenschaftlern öffnet der Mond damit einen Einblick in die Geburtsstunde
unseres Planeten."
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| Quelle:
Text ETH Zürich, Departement Erdwissenschaften der ETH, November 2005 |
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