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Planetenbausteine formten sich schnell
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Münster
astronews.com
13. Juni 2014
Unsere Erde und auch die anderen Gesteinsplaneten des
Sonnensystems entstanden durch Kollisionen und Verschmelzungen kleiner Brocken,
die als Planetesimale bezeichnet werden. Eine neue Analyse von Eisenmeteoriten
lieferte nun eine zeitliche Eingrenzung für deren Entstehung: Sie haben sich
offenbar innerhalb weniger hunderttausend Jahre gebildet.
Planeten entstanden durch Kollisionen und
Verschmelzungen von Planetesmialen.
Bild: NASA / JPL |
Im Asteroidengürtel zwischen den Planeten Mars und Jupiter haben sich
Überreste aus der Frühzeit der Planetenentstehung erhalten. Hier finden sich
noch Objekte, aus denen die sich an anderer Stelle einmal Planeten gebildet
haben. Die Astronomen bezeichnen diese "Planeten-Bausteine" als Planetesimale,
was soviel bedeutet wie "unendlich kleiner Teil eines Planeten".
Dr. Thomas Kruijer, Dr. Mario Fischer-Gödde und Prof. Dr. Thorsten Kleine vom
Institut für Planetologie des Universität Münster haben jetzt gemeinsam mit
Forscherkollegen gezeigt, dass manche dieser Planetesimale innerhalb weniger
Hunderttausend Jahre nach Bildung des Sonnensystems entstanden sind - damit ist
die Spanne ihrer Bildung erstmals sehr präzise eingegrenzt, um ein Vielfaches
genauer als zuvor. Für ihre Studie bestimmten die Forscher um Kruijer das Alter
von Eisenmeteoriten.
Eisenmeteorite sind Fragmente der metallischen Kerne von Planetesimalen.
Bisherige Altersbestimmungen waren ungenau, da die Eisenmeteorite auf ihrem Weg
vom Asteroidengürtel zur Erde der kosmischen Strahlung ausgesetzt waren. Die
Wechselwirkung mit dieser Strahlung erzeugt Effekte, die den Signalen gleicht,
die für die Altersbestimmungen benutzt werden.
Den Forschern gelang es jetzt erstmals, die Bestrahlungseffekte exakt zu
quantifizieren und so das Alter der Eisenmeteorite mit hoher Genauigkeit zu
bestimmen. Diese Ergebnisse sind für Forscher interessant, weil sie durch die
Untersuchung von Meteoriten auch Informationen über die Bausteine der Erde und
damit über die frühe Entstehungsgeschichte der Erde gewinnen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die sogenannten Mutterkörper der
Eisenmeteorite zwischen einhundert- und dreihunderttausend Jahre nach Entstehung
des Sonnensystems bildeten. Die Kernbildung in diesen Körpern dauerte jedoch bis
zu zwei Millionen Jahre. Diesen großen Zeitunterschied zwischen Bildung der
Mutterkörper und Kernbildung erklären die Forscher mit den hohen Temperaturen,
die für die Kernbildung nötig sind.
Nach ihrer Bildung waren die Eisenmeteorit-Mutterkörper zunächst "kalt" und
heizten sich erst langsam durch den Zerfall von radioaktiven Nukliden auf, bis
sie schließlich aufschmolzen und sich dann eine schwere Metallschmelze ins
Zentrum der Körper absetzen konnte.
Ein überraschendes Ergebnis der neuen Untersuchungen ist, dass die
Kernbildung innerhalb der Eisenmeteorit-Mutterkörper zu unterschiedlichen
Zeitpunkten stattfand, obwohl die Körper selbst alle zum gleichen Zeitpunkt
entstanden. Diese Beobachtung erklären die Forscher mit den unterschiedlichen
Schwefelgehalten der Eisenmeteorite. Schwefel erniedrigt den Schmelzpunkt von
Eisen, sodass schwefelreiche Körper früher aufschmolzen als schwefelarme Körper.
Die Untersuchungen zeigen, dass die ersten Planetesimale und damit auch die
Bausteine der Erde sehr schnell entstanden. Die Bildung der Erde aus diesen
Bausteinen dauerte dennoch sehr lange und war erst etwa 100 Millionen Jahre nach
Beginn des Sonnensystems abgeschlossen.
An der Studie waren neben den Planetologen aus Münster und von der
Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich auch Forscher von der
University of Maryland beteiligt. Über ihre Studie berichteten die
Wissenschaftler kürzlich in der Wissenschaftszeitschrift Science.
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