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Rubrik: Science Life
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Publiziert: 25.11.2005 06:00

Entstehung des Mondes datiert
Als der Mond aufging

Der Mond und die Erde mit der heutigen Masse entstanden aus einer Kollision der Protoerde mit einem kleineren Planeten. Einem Forscherteam der ETH Zürich sowie von Partneruniversitäten ist es nun gelungen, den Zeitpunkt der Mondgeburt zu bestimmen. Mittels Isotopenanalyse gewisser Metalle wie Wolfram in Gesteinsproben vom Mond kamen die Forscher auf ein Alter von 4527 Millionen Jahren. Die Studie dazu erscheint im Wissenschaftsmagazin „Science“.

Christoph Meier

Das am breitesten akzeptierte Modell für die Mondenstehung geht von einer Kollision zwischen der Protoerde und einem marsgrossen Planeten aus. Der Zusammenprall führte dabei auch zu den letzten rund 10 Prozent der Erdmasse. Das bedeutet, dass die Erde in ihrer heutigen Grösse und der Mond gleichzeitig geboren wurden. Doch wann geschah dieses für unseren Planeten entscheidende Ereignis? Diese Frage beantworten in der heutigen Ausgabe des Wissenschaftsmagazin „Science“ erstmals in grösserer Genauigkeit ein Forscherteam des Instituts für Isotopengeologie der ETH Zürich und der Universitäten Münster, Köln und Oxford (1)(2). Die Wissenschaftler analysierten die Isotope gewisser Metalle, primär Wolfram, aus Mondproben der verschiedenen Apollo-Missionen. Dabei kamen sie zum Schluss, dass der Mond und damit die Erde 4527 Millionen Jahre alt sind.

Aufschlussreiche Wolfram-182-Variation

Die neuen, hoch präzisen Messungen zeigen, dass das Isotop Wolfram-182 in Mondgesteinen unterschiedlich häufig vorkommt. Wolfram-182 ist teilweise durch den radioaktiven Zerfall von Hafnium-182 entstanden. Dieses Hafnium-182 war ein sehr instabiles Isotop und ist, für geologische Zeiträume sehr schnell, innerhalb der ersten 60 Millionen Jahren unseres Sonnensystems komplett zerfallen. Unterschiede in der Häufigkeit von Wolfram-182 in den Mondgesteinen weisen daher darauf hin, dass es ausreichende Mengen des radioaktiven Mutterisotops Hafnium-182 gab. Findet man keinen Unterschied in der Häufigkeit von Wolfram-182, müssen die Gesteine mehr als 60 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems entstanden sein. Gibt es jedoch Variationen in Wolfram-182, dann kann deren Entstehung eingegrenzt und eine genaue Altersbestimmung durchgeführt werden: je grösser die Unterschiede in der Häufigkeit von Wolfram-182, desto länger muss die Entstehung zurückliegen.

Die Resultate der Forschergruppe belegen nun erstmals, dass Mondgesteine unterschiedliche Mengen Wolfram-182 enthalten, das durch den Zerfall von Hafnium-182 gebildet wurde. Aus diesen Unterschieden berechneten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, dass der Mond vor 4527±10 Millionen Jahren entstanden sein muss. Dies entspricht 30 bis 50 Millionen Jahren nach Entstehung des Sonnensystems.


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Steine vom Mond enthüllen das Alter des Erde-Mond-Systems von 4527 Millionen Jahren. Blick über den Mond auf die Erde. gross

Der Mond wirft ein Licht auf die Geburt der Erde

Die Theorie der Entstehung des Mondes durch eine Kollision - auch bekannt unter dem Namen „Giant Impact“ - ist seit fast 30 Jahren in der Fachwelt bekannt. Dabei stellt man sich vor, dass die Trümmer der Kollision eine Scheibe um die Erde bildeten, woraus sich der Mond formte. Dieser war dabei aufgrund der grossen Kollisionsenergie ursprünglich geschmolzen. Nach den neuen Ergebnissen mit den grossen Unterschieden beim Wolfram-182 muss aber der sogenannte Magmaozean auf dem Mond sehr schnell, in weniger als 20 Millionen Jahren, komplett erstarrt sein. Die in "Science" vorgestellten Ergebnisse liefern somit weitere Belege für die Hypothese des Giant Impacts und geben auch der Erde ein sicheres Geburtsdatum. Da die ältesten Gesteine, die man heute auf der Erde findet, mindestens 500 Millionen Jahren jünger als die Erde selbst sind, konnte nämlich bis anhin auch nicht von unserem Planeten auf die Geburt des Erde-Mond-Systems geschlossen werden. Erst jetzt mit den als sehr alt befundenen Mondgesteinen ist das möglich. Thorsten Kleine, der Erstautor des Papers, dazu: „Uns Wissenschaftlern öffnet der Mond damit einen Einblick in die Geburtsstunde unseres Planeten.“


Fussnoten:
(1) Institut für Isotopengeologie und Mineralische Rohstoffe: www.erdw.ethz.ch/Institut.cfm?ID_Inst=2705&language=1
(2) T. Kleine et al: "Hf-W Chronometry of Lunar Metals and the Age and Early Differentiation of the Moon". Science Vol. 310, 2005.



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