Magmaozean beeinflusste Mondentstehung

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Bei der Entstehung des Mondes war unsere Erde noch von einem Ozean aus flüssigem Magma bedeckt. Zu diesem Schluss kommt jetzt ein Forscherteam aus Japan. Wie die Computersimulationen der Wissenschaftler zeigen, verdampft der Einschlag eines marsgroßen Himmelskörpers einen großen Teil dieses Magmaozeans und erhöht so den Anteil der von der Erde stammenden Materie des Mondes von 40 auf über 70 Prozent. Damit kann dieses Szenario die Ähnlichkeit der Isotopenverhältnisse zwischen Mond und Erde erheblich besser erklären als bisherige Modelle. Und im Gegensatz zu anderen alternativen Ansätzen führe der Magmaozean nicht zu Problemen in Bezug auf die Bahnbewegung des Mondes, so die Forscher im Fachblatt „Nature Geoscience“.

 

„Jedes Modell für die Entstehung des Mondes muss sowohl die chemischen als auch die mechanischen Charakteristika des Erde-Mond-Systems erklären“, schreiben Natsuki Hosono vom Institut für Geowissenschaften in Yokohama und seine Kollegen. Das klassische, derzeit von den meisten Forschern favorisierte Konzept eines unter flachem Winkel erfolgten Einschlags eines etwa marsgroßen Körpers vermag zwar den hohen Drehimpuls des Mondes und das Fehlen eines Eisenkerns im Erdtrabanten zu erklären. Doch in diesem Modell ist es schwierig, die überraschende Ähnlichkeit der Isotope-Verhältnisse zwischen Erde und Mond zu erklären, da dabei nur etwa 40 Prozent der Mond-Materie von der Erde stammen.

Der Fehler, so Hosono und seine Kollegen, liege in der Annahme einer bereits erstarrten, festen Kruste der Erde zum Zeitpunkt des Einschlags. In ihren neuen Simulationen gehen die Forscher stattdessen davon aus, dass die Ur-Erde zu diesem Zeitpunkt vor etwa 4,5 Milliarden Jahren noch von einem Ozean aus flüssigem Magma bedeckt war. Und dieses Magma verhält sich beim Einschlag anders als eine feste Kruste, da es sich stärker komprimieren und damit auch stärker erhitzen lässt. Deshalb verdampft ein größerer Teil des Magmaozeans, kondensiert im Weltall und formt dort gemeinsam mit einem großen Teil der Materie des eingeschlagenen Körpers schließlich den Mond.

Über 70 Prozent der Mondmaterie können, so zeigen die Simulationen des Forscherteams, auf diese Weise von der Erde stammen und führen so zu der beobachteten Ähnlichkeit der Zusammensetzung beider Himmelskörper. Und noch einen weiteren Vorteil bietet das neue Modell: Da der Magmaozean vermutlich reicher an geschmolzenem Eisenoxid gewesen ist als der Rest der Erde, erwarten die Forscher entsprechend auch für den Mond eine solche Anreicherung – und genau diese zeigt sich im Mondgestein: Es enthält etwa doppelt so viel Eisenoxid wie irdisches Gestein.

Quelle: doi.org/10.1038/s41561-019-0354-2

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