Die Erde überstand einst eine Kollision mit einem anderen Planeten, aus dessen Trümmern unser Mond entstand. Jetzt konnten Forscher die mögliche Herkunft des rätselhaften Planeten namens Theia eingrenzen. Dabei halfen auch Funde von Meteoriten.

Die Erde hat bereits eine gewaltige Katastrophe hinter sich: Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, so schätzen Wissenschaftler, prallte ein riesiger Himmelskörper auf sie. Es war kein Asteroid wie jener, der die Dinosaurier auslöschte, sondern ein ganzer Planet, den die Forschung Theia nennt. Der Einschlag war so heftig, dass das ausgeworfene Material später den Mond bildete. Doch woher stammte Theia eigentlich? Forschende aus Deutschland und den USA glauben, dies nun herausgefunden zu haben.

Das Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und der Universität Chicago analysierte dafür das Verhältnis verschiedener Eisenisotope in Erd- und Mondgestein mit bisher unerreichter Präzision. Daraus entwickelten sie eine „Zutatenliste“ von Theia, die Hinweise auf den Ursprung des etwa marsgroßen Planeten liefert.

Kosmischer Fingerabdruck

„In der Zusammensetzung eines Körpers ist seine gesamte Entstehungsgeschichte gespeichert“, erklärt Thorsten Kleine, Direktor am MPS und Co-Autor der Studie, laut einer Mitteilung des Instituts. „Auch sein Entstehungsort.“ Denn im frühen Sonnensystem waren Isotope – also Varianten bestimmter Elemente – nicht gleichmäßig verteilt. Am äußeren Rand des Sonnensystems kamen die Isotope in einem leicht anderen Verhältnis vor als in Sonnennähe. Dieser Fingerabdruck gibt somit Aufschluss über die Herkunft eines Objekts.

Das Team untersuchte deshalb Proben typischen Erdgesteins sowie sechs Gesteinsproben vom Mond. Im Fokus standen Eisenisotope, aber auch solche von Chrom, Molybdän und Zirkonium. Dabei zeigte sich, dass die Gesteine von Erde und Mond kaum voneinander zu unterscheiden sind. Die große Ähnlichkeit lieferte keinen direkten Hinweis auf Theia, obwohl angenommen wird, dass der Mond fast ausschließlich aus Material von Theia besteht.

Theia entstand wohl näher an der Sonne

Um dennoch Rückschlüsse auf die Herkunft von Theia zu ziehen, führten die Forschenden Berechnungen durch, wie Theia zusammengesetzt gewesen sein muss, um das heutige Isotopenverhältnis im Gestein von Erde und Mond am besten zu erklären. Dabei bezog das internationale Team auch Material von Meteoriten mit ein, da Meteoriten als Bausteine von Erde und Theia gelten.

Das Ergebnis: „Das überzeugendste Szenario ist, dass der Großteil des Baumaterials von Erde und Theia aus dem inneren Sonnensystem stammt“, erläutert Timo Hopp, Forscher am MPS und Erstautor der im Fachmagazin „Science“ veröffentlichten Studie. Bei Theia dürfte jedoch auch eine größere Menge bislang unbekannten Materials eine Rolle gespielt haben, dessen Ursprung näher an der Sonne liegt als der der Erde. Die Berechnungen sprechen daher dafür, dass Theia sonnennäher entstand als unser Planet.

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