Felix Würsten

Erde und Mars ähneln sich in Vielem. Und doch haben die beiden benachbarten Planeten eine ganz andere Geschichte. Dies bestätigt eine neue Studie, welche eine Forschergruppe der ETH Zürich, der University of Oxford und der University of California in Los Angeles vor Kurzem in der Fachzeitschrift Nature publizierte. (1) Die Resultate zeigen, dass sich die metallischen Kerne im Zentrum der Planeten bei der Erde und beim Mars unter ganz anderen Bedingungen bildeten.

Die Wissenschaftler haben für ihre Arbeit Siliziumisotope in verschiedenen Gesteinsproben untersucht. Sie analysierten dabei nicht nur Gesteine von der Erde und vom Mond, sondern auch Meteoriten vom Mars, vom grossen Asteroiden Vesta sowie primitive Meteorite, die eine sogenannt chondritische Zusammensetzung aufweisen. Dass diese Untersuchungen an der ETH durchgeführt wurden, ist kein Zufall: "Die Zusammensetzung der Siliziumisotope variiert in den verschiedenen Proben nur geringfügig", erklärt Ben Reynolds, Oberassistent am Institut für Isotopengeologie und Mineralische Rohstoffe der ETH. "Nur wenige Labore auf der Welt sind überhaupt in der Lage, derart kleine Abweichungen zu messen."

Leichtere Isotope in den Kern

Die Messungen ergaben nun, dass die Siliziumisotope in den Gesteinen des Mars und des Asteroiden Vesta eine vergleichbare Zusammensetzung haben wie in den chondritischen Meteoriten. Letztere, so die gängige Theorie, widerspiegeln die ursprüngliche Zusammensetzung des Sonnensystems, da sie nicht durch spätere geologische Prozesse verändert wurden. Die Siliziumisotope im Mantel des Mars wurden durch die Abtrennung des metallischen Kerns also in ihrer Zusammensetzung nicht beeinflusst.

Im Vergleich dazu zeigen die irdischen Proben eine deutliche Differenz. Die Gesteine aus dem Erdmantel besitzen einen höheren Anteil an schweren Siliziumisotopen als die Gesteine von Mars und Vesta. Die Forscher erklären sich das damit, dass während der Bildung des metallischen Erdkerns eine Differenzierung stattfand. Die leichteren Siliziumisotope gingen dabei offenbar bevorzugt in den Erdkern, so dass sich im Erdmantel das schwerere Silizium anreicherte. Beim Mars hingegen fand eine solche Differenzierung nicht statt. Zwar weist auch unser Nachbarplanet einen metallischen Kern auf, doch scheint dieser die schweren und die leichten Siliziumisotope gleich gut aufgenommen zu haben.

weiter