Der Ursprung des Mondes und das Wolfram-Rätsel
Entstehung des Mondes
Nach der weit verbreiteten Hypothese des großen Einschlags entstand der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, als ein marsgroßer Körper namens Theia mit der Erde kollidierte. Simulationen und Analysen von Mondgestein legen nahe, dass der Mond hauptsächlich aus Material aus Theias Mantel besteht, der dem Erdmantel in seiner Zusammensetzung ähnelt.
Chemische Zusammensetzung des Mondes
Allerdings haben Planeten in der Regel unterschiedliche chemische Zusammensetzungen. Wenn Theia weit von der Erde entfernt entstanden wäre, hätte seine Zusammensetzung anders sein müssen und die Zusammensetzung des Mondes dürfte nicht dem Erdmantel ähneln.
Das Wolfram-Rätsel
Ein Element, das die Entstehungsgeschichte des Mondes verkompliziert, ist Wolfram. Wolfram ist ein eisenliebendes Element, das dazu neigt, in Richtung der Kerne von Planeten abzusinken. Daher sollten Mond und Erde sehr unterschiedliche Mengen an Wolfram aufweisen, da Theias wolframreicher Mantel während des Einschlags in den Mond eingegliedert worden wäre.
Isotopische Ähnlichkeiten
Zwei unabhängige Studien untersuchten das Verhältnis zweier Wolframisotope in Mondgestein und Erdproben. Sie fanden heraus, dass Mondgestein etwas mehr Wolfram-182 enthält als die Erde, ein faszinierender Befund, da Wolfram-182 durch den radioaktiven Zerfall von Hafnium-182 entsteht, das eine kurze Halbwertszeit hat.
Die Spätfurnier-Hypothese
Die einfachste Lösung für das Wolfram-Rätsel ist die Spätfurnier-Hypothese. Diese Hypothese besagt, dass Erde und Proto-Mond anfänglich ähnliche Wolfram-Isotopenverhältnisse hatten. Da die Erde jedoch größer und massereicher ist, zog sie auch nach dem Einschlag weiterhin Planetesimale an und fügte ihrem Mantel neues Material hinzu. Dieses späte Furnier hätte im Vergleich zu Wolfram-182 mehr Wolfram-184 gehabt, während der Mond das Verhältnis vom Einschlag beibehalten hätte.
Hinweise auf ein spätes Furnier
Die Spätfurnier-Hypothese wird durch die Tatsache gestützt, dass die Erde mehr siderophile Elemente (Elemente, die Eisen lieben) in ihrem Mantel hat als erwartet. Diese Elemente hätten im Kern versinken müssen, müssen aber nach der Kernbildung durch Meteoriteneinschläge auf die Erde gebracht worden sein.
Ähnlichkeit der Wolfram-Isotopenverhältnisse
Damit der Proto-Mond mit dem Wolfram-Verhältnis der Erde übereinstimmt, müssen Theia und die Erde mit sehr ähnlichen Wolfram-Häufigkeiten begonnen haben. Die Lösung dieses Rätsels wird weitere Planetenstudien erfordern, aber die Entstehungsgeschichte des Mondes wird immer klarer.
Die Rolle von Planetesimalen bei der Entstehung des Mondes
Simulationen haben gezeigt, dass schwere Einschläge eher zwischen Körpern auftreten, die nahe beieinander entstanden sind und daher ähnliche Zusammensetzungen haben. Dies unterstützt die Annahme, dass Theia relativ nahe an der Erde entstanden ist.
Planetesimale und spätes Furnier
Planetesimale bombardierten das junge Sonnensystem auch nach der Entstehung des Mondes weiter. Die Erde nahm mehr von diesem späten Furniermaterial auf als der Mond, was weiter zu den Unterschieden in ihrer Zusammensetzung beitrug.