Wissenschaftler erforschen den Ursprung der Lebensbausteine auf unserem Planeten. Eine aktuelle Studie legt nahe, dass essentielle flüchtige Verbindungen wie Wasserstoff und Kohlenstoff von einem katastrophalen Einschlag stammen könnten – demselben, der vor über vier Milliarden Jahren unseren Mond entstehen ließ. Diese Materialien sind grundlegend für die Biologie, da sie die Basis organischer Moleküle bilden.
Der Impaktor, Theia genannt, war ein marsgroßer Himmelskörper. Er kollidierte mit der Proto-Erde und brachte flüchtige Stoffe aus den äußeren Regionen des Sonnensystems mit. Dort ermöglichen die niedrigeren Temperaturen, dass diese Elemente kondensieren, anders als in sonnennahen Zonen, wo sie gasförmig bleiben.
Forscher nutzten chemische Modelle zur Analyse von Isotopen in Meteoriten. Durch Untersuchung des radioaktiven Zerfalls von Mangan konnten sie die ersten Millionen Jahre der Erdentstehung nachvollziehen. Diese Methode bietet ein genaues Fenster in alte Prozesse.
Die inneren Planeten wie die Erde entstanden schnell und erschöpften ihre lokalen Vorräte an flüchtigen Stoffen. Theia, aus weiterer Entfernung kommend, glich dieses Defizit aus. Dieser Einschlag formte nicht nur den Mond, sondern bereicherte nach Ansicht der Wissenschaftler auch unseren Planeten mit lebenswichtigen Materialien.
Diese Entdeckung legt nahe, dass Leben auf anderen erdähnlichen Exoplaneten selten sein könnte. Ohne ähnliche externe Zufuhr könnten ihnen kritische Bestandteile fehlen. Die Bewohnbarkeit im Universum könnte von solchen zufälligen Ereignissen abhängen.
Künstlerische Darstellung eines protoplanetaren Systems.
Bildnachweis: ESO/L. Calçada Was ist ein Isotop und wie hilft es bei der Datierung kosmischer Ereignisse?
Isotope sind Varianten eines chemischen Elements, die sich in ihrer Neutronenzahl unterscheiden. Zum Beispiel sind Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-14 Isotope des Kohlenstoffs mit unterschiedlichen Atommasen.
Der radioaktive Zerfall instabiler Isotope wie des hier untersuchten Mangan-53 folgt einem konstanten Tempo, der Halbwertszeit. Durch Messung der Zerfallsprodukte können Wissenschaftler die Zeit seit der Gesteinsbildung berechnen.
Diese Technik, die Isotopendatierung, wird in Geologie und Planetologie häufig verwendet. Sie ermöglicht die Rekonstruktion der Frühgeschichte der Erde und anderer Himmelskörper mit großer Genauigkeit, bis Milliarden Jahre zurück.
In der aktuellen Studie zeigte die Isotopenanalyse, dass Theia flüchtige Stoffe früh in der Erdgeschichte vor etwa 4,5 Milliarden Jahren brachte, was ein weiteres Puzzleteil für die Ursprünge des Lebens auf der Erde liefert.
Wie beeinflussen Planetenkollisionen die Entwicklung von Sternsystemen?
Kollisionen zwischen Himmelskörpern sind Ereignisse in jungen Planetensystemen. Sie können Planeten verschmelzen, Monde erschaffen oder Material im Weltraum verteilen und so die Zusammensetzung und Umlaufbahn der beteiligten Objekte radikal verändern. Solche Einschläge übertragen Energie und Materie und verteilen essentielle Elemente wie Wasser und organische Verbindungen neu. Dies kann einige Planeten bewohnbar machen oder sie im Gegenteil sterilisieren.
In unserem Sonnensystem ist die Kollision mit Theia ein bedeutendes Beispiel. Sie formte nicht nur den Mond, sondern importierte vermutlich auch flüchtige Stoffe auf die Erde, was zeigt, wie katastrophale Ereignisse langfristig positive Folgen haben können. Das Verständnis dieser Prozesse hilft Astronomen, die Bewohnbarkeit von Exoplaneten vorherzusagen und die Vielfalt der Welten im Universum besser zu erfassen.
Quelle: Science Advances