Fragmente eines anderen Planeten, die im Inneren der Erde vergraben sind

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Eine Kollision mit dem Urplaneten Theia könnte den Erdmantel zum Schmelzen gebracht und zur Geburt des Mondes geführt haben.

Simulation der Kollision mit Theia (links) und der heutigen Erde (rechts). Foto: Hernán Cañellas — Simulation der Kollision mit Theia (links) und der heutigen Erde (rechts). Foto: *Hernán Cañellas*

Bei einem mysteriösen Trümmerstück, das mehr als 1.600 Kilometer unter der Erdoberfläche versunken ist, könnte es sich um die Überreste eines marsgroßen Planeten handeln, der in der Frühzeit des Sonnensystems auf die Erde stürzte und einen Staubsturm verursachte, aus dem der Mond entstand. Dies geht aus einer am 1. November in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie hervor.

Der gängigen Theorie zufolge entstand der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, als ein urzeitlicher Protoplanet namens Theia mit der jungen Erde kollidierte. Die Erde befand sich damals noch in der Entstehungsphase und hatte nur etwa 85 % ihrer heutigen Größe. Durch die Kollision schmolzen große Teile der Erde und Theias zusammen, wodurch eine neue, größere Erde entstand. Gleichzeitig wurden große Mengen Staub und Gestein in die Umlaufbahn geschleudert und verschmolzen, was zur Geburt des Mondes führte. Obwohl viele Wissenschaftler die Theorie des Rieseneinschlags für überzeugend halten, suchen Forscher weiterhin nach Beweisen, die sie stützen.

Das internationale Team, darunter Dr. Qian Yuan vom California Institute of Technology in Pasadena und Professor Hongping Deng vom Shanghai Astronomical Observatory, konzentrierte sich auf zwei kontinentgroße Materialbrocken, die tief im Erdmantel, unter Afrika und dem Pazifischen Ozean , vergraben liegen. Sie werden als Large Low Velocity Regions (LLVPs) bezeichnet und wurden zuerst von Seismologen entdeckt, ihr Ursprung ist jedoch unklar. Das Team nutzte Computersimulationen der gewaltigen Kollision und der Konvektionsströmungen im Erdinneren, um den Ausgang des Ereignisses zu erforschen.

Den Simulationen zufolge schmolz die Kollision die obere Hälfte des Erdmantels, wodurch ein großer Teil von Theia, etwa zehn Prozent seiner Masse, in den Planeten eindrang und in Richtung Erdkern sank. In den folgenden 4,5 Milliarden Jahren wurden die Überreste von Theia durch Konvektion innerhalb der Erde bewegt und bildeten schließlich die Masse, die wir heute sehen. Die beiden Klumpen, etwas dichter als das umgebende Mantelgestein, liegen nahe der Verbindung mit dem Erdkern.

Um mit Sicherheit bestätigen zu können, dass es sich bei dem vergrabenen Material um die Überreste des Urplaneten Theia handelt, benötigen Wissenschaftler möglicherweise eine Lieferung von Mondgestein. Diese könnte in Zukunft verfügbar sein, wenn Raumfahrtbehörden Pläne für Langzeitoperationen auf dem Mond zur Vorbereitung einer Reise zum Mars vorantreiben.

„Ich gehe davon aus, dass zukünftige Missionen zum Mond Mantelgestein zurückbringen werden, höchstwahrscheinlich vom Planeten Theia, wie die meisten Simulationen des mondbildenden Einschlags zeigen. Wenn das Mondmantelgestein und die mit dem LLVP verbundenen Basalte ähnliche chemische Eigenschaften aufweisen, müssen sie von Theia stammen“, sagte Yuan.

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