Planeten-Crash: Irdischer Kohlenstoff stammt von einem anderen Planeten

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Künstlerische Darstellung der Kollision der jungen erde mit einem merkurartigen Planetenembryo (Illu.)

Copyright: NASA/JPL-Caltech

Houston (USA) – Erst der Zusammenstoß der noch jungen Erde mit einem merkurartigen Planetenembryo vor rund 4,4 Milliarden Jahren fügte unserem Planeten mit dem Kohlenstoff die Grundlage für das heutige Leben hinzu. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler anhand einer Analyse des Verhältnisses flüchtiger Elemente im Erdmantel.

Wie das Team um Rajdeep Dasgupta von der Rice University aktuell im Fachjournal “Nature Geoscience” (DOI: 10.1038/ngeo2801) berichtet, fand der lebens- bzw. kohlenstoff-spendende Zusammenstoß damit nur rund 100 Millionen Jahre nach der Entstehung unserer Erde statt. Damit glauben die Forscher die lang diskutierte Frage nach der Quelle und Herkunft des irdischen Kohlenstoffs beantworten zu können. Bislang rätselten Wissenschaftler genau darüber, da Modelle nahelegen, dass der erdeigene Kohlenstoff schon in den frühesten Tagen des Planeten hätte gänzlich verdampfen oder aber im Erdkern eingeschlossen werden müssen.

“Eine schon immer beliebte Theorie war die, dass flüchtige Elemente wie Kohlenstoff, Schwefel und Stick- und Wasserstoff erst nach der Entstehung des Erdkerns unserem Planeten von außen hinzugefügt wurden”, erläutert der Co-Autor der Studie Yuan Li. “Alle auf diese Weise – etwa mit Meteoriten – rund 100 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems auf die Erde gefallenen Elemente, könnten der intensiven Hitze des globalen Magma-Ozeans entgangen sein, der die Erde in ihren ersten 100 Millionen Jahren bedeckt hatte.”

“Das Problem an dieser Theorie war nur, dass sie zwar das Vorkommen vieler Elemente grundsätzlich erklärt, aber keine Meteoriten bekannt sind, die das Verhältnis dieser Elemente im Silikatanteil unseres Planeten widerspiegelt”, so Li weiter.

asd In Modellen und Experimenten suchten die Forscher sodann nach einer anderen außerirdischen Quelle und stießen auf die schwefel- und siliziumreichen Planetenkerne von Mars und Merkur. Die Experimente zeigten, dass Kohlenstoff von solchen Kernen erdartiger Körper stammen und von einem planetaren Silikatmantel, wie der unserer Erde, wieder aufgenommen werden konnte. Vorausgesetzt, die Eisenlegierungen im Kern sind entweder reich an Silizium oder Schwefel.

“Ein Ergebnis unserer Berechnungen erklärt das Kohlenstoff-Schwefel-Verhältnis und die Menge an Kohlenstoff dadurch, dass ein Planetenembryo, ähnlich wie Merkur, der bereits einen siliziumreichen Kern ausgebildet hatte, mit der Erde zusammengestoßen war und von dieser dabei absorbiert wurde”, so die Forscher abschließend. “Da es sich um einen so großen Körper handelt, wäre der Kern dieses Planeten direkt mit dem Erdkern verschmolzen und der kohlenstoffreiche Mantel hätte sich mit dem der Erde vermischt.”

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