Die Entstehung des Mondes durch die Kollision von Theia mit der jungen Erde
Die Entstehung des Mondes durch die Kollision von Theia mit der jungen Erde
Vor rund 4,5 Milliarden Jahren kam es zu einem entscheidenden Ereignis in der Frühgeschichte des Sonnensystems, denn der Protoplanet Theia stieß mit der jungen Erde zusammen. Durch diese gewaltige Kollision entstand eine Trümmerwolke, aus der später der Mond hervorging. Die Frage, woher Theia ursprünglich stammte und wie das Material der Erde und des Mondes miteinander verwoben ist, beschäftigt Forscher seit langem. Neue Analysen von Gesteinen des Mondes, der Erde und von Meteoriten liefern nun wichtige Hinweise.
Bisherige Theorien gehen davon aus, dass die meisten Überreste von Theia im Mond enthalten sind. Alternativ könnten Teile des Protoplaneten verdampft und mit der Erde verschmolzen sein. Manche Wissenschaftler vermuten sogar, dass Reste von Theia tief im Inneren der Erde existieren. Ein zentrales Rätsel ergibt sich aus den chemischen Eigenschaften des Mondes: Wenn er hauptsächlich aus Theia-Material besteht, müssten seine Isotopenwerte von denen der Erde abweichen. Untersuchungen zeigen jedoch, dass viele Elemente auf beiden Himmelskörpern nahezu identisch sind. Daraus folgt, dass Theia der Erde chemisch sehr ähnlich war oder dass der Mond zu großen Teilen aus Erdmaterial besteht.
Eine entscheidende Methode, um die Herkunft von Theia zu bestimmen, ist die Untersuchung von Eisen-Isotopen. Forscher um Timo Hopp vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen analysierten 15 Gesteinsproben der Erde, sechs Mondproben der Apollo-Missionen sowie 20 Meteoriten. Meteoriten dienen dabei als „Ortsmarker“, da ihre Isotopenwerte die Regionen widerspiegeln, in denen sie im frühen Sonnensystem entstanden sind. So unterscheiden sich Meteoriten aus dem äußeren Sonnensystem, etwa bestimmte kohlenstoffhaltige Chondriten, deutlich von Meteoriten aus der Nähe der Sonne.
Die Ergebnisse zeigen, dass Mond- und Erdgesteine in ihren Eisen-Isotopen fast identisch sind. Gleichzeitig unterscheiden sie sich von Meteoriten aus dem äußeren Sonnensystem. Dies deutet darauf hin, dass sowohl die Erde als auch Theia aus Material des inneren Sonnensystems hervorgegangen sind. Hopp und seine Kollegen folgern, dass Erde und Theia enge Nachbarn im jungen Sonnensystem gewesen sein müssen.
Um noch genauer zu verstehen, wie Theia beschaffen war, untersuchten die Forscher zusätzlich die Isotopenwerte anderer Elemente und führten Simulationsrechnungen durch. Dabei modellierten sie verschiedene Größen und Zusammensetzungen von Theia, um die heute beobachtbaren Werte von Erde und Mond zu erklären. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Theia und ein großer Teil der jungen Erde aus demselben Gas- und Staubmaterial entstanden sind, das auch den nichtkohligen Meteoriten zugrunde liegt. Dies erklärt die starke chemische Ähnlichkeit von Erde und Mond.
Ein Unterschied zeigt sich jedoch: Einige Isotope in Theia weisen darauf hin, dass der Protoplanet näher an der Sonne gebildet wurde als die Planetenbausteine der jungen Erde. Wahrscheinlich umkreiste Theia die Sonne knapp innerhalb der Erdbahn, bevor die Kollision mit der Urerde stattfand und den Mond entstehen ließ.
Die neuen Ergebnisse liefern somit wichtige Einblicke in die frühen Prozesse der Planetenentstehung und zeigen, dass der Mond nicht nur ein Überbleibsel einer Kollision ist, sondern zugleich ein Zeuge der chemischen Verwandtschaft zwischen Erde und Protoplaneten im inneren Sonnensystem.
Wissenschaftliche Studie
- The Moon-forming impactor Theia originated from the inner Solar System | Science.org, 20. November 2025. Abgerufen am 23. November 2025. (Engl.)