Sensationsfund: Fremder Planet steckt im Inneren der Erde

Im Erdmantel befinden sich Reste eines fremden Planeten. Durch dessen Aufprall auf die Erde entstand vor Milliarden Jahren ein bekannter Himmelskörper.

Kurz nach der Entstehung des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren stieß der marsgroße Himmelskörper Theia mit der Ur-Erde zusammen. Aus den ins All geschleuderten Trümmern – einem Gemisch aus Materie von Theia und Ur-Erde – entstand unser Mond. Überreste von Theia haben sich auch tief im Mantel der Erde erhalten, wie jetzt ein Forschungsteam aus den USA und Großbritannien herausgefunden hat.

Zwei bislang rätselhafte Regionen erhöhter Dichte im Erdmantel lassen sich als Ansammlungen von Theia-Materie erklären, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature".

"Seismische Untersuchungen des Erdinneren zeigen zwei kontinentgroße Regionen, in denen sich seismische Wellen ungewöhnlich langsam ausbreiten", erläutern Qian Yuan von der Arizona State University und seine Kollegen.

Jahrzehntealtes wissenschaftliches Rätsel gelöst

Diese Bereiche tief im Erdmantel unterscheiden sich demnach in ihrer Zusammensetzung vom umgebenden Material und sind zwei bis dreieinhalb Prozent dichter. Bislang gab es für das Phänomen in diesen Regionen keine allgemein akzeptierte wissenschaftliche Erklärung,

Yuan und seine Kollegen zeigten jetzt mithilfe umfangreicher Computersimulationen, dass solche dichteren Regionen eine natürliche Folge von großen Kollisionen während der Phase der Planetenentstehung sind.

Zudem wiesen sie nach, dass es sich bei den beiden Anomalien, die tief im Erdmantel unter dem Pazifik und unter Afrika liegen, um Überreste von Theia handeln kann. "Unsere Simulationen des Zusammenpralls zeigen, dass ein Teil des Mantels von Theia in den unteren Mantel der Erde wandern kann", so die Forscher.

Bruchstücke sind bis zu fünfzig Kilometer groß

Ausgehend von der Zusammensetzung des aus den Trümmern von Erde und Theia entstandenen Erdmondes errechneten Yuan und seine Kollegen für diese absinkenden Bruchstücke des Theia-Mantels eine Dichte, die um zwei bis dreieinhalb Prozent höher liegt als jene des normalen Erdmantels – was gut zu den aus seismischen Untersuchungen abgeleiteten Werten passt.

Wie die Simulationen des Teams außerdem zeigten, handelt es sich um bis zu fünfzig Kilometer große Bruchstücke des Theia-Mantels, die in das Innere der Erde sanken und sich dort, oberhalb der Erdkerns, zu größeren Gebilden vereinigten.

Ein wichtiger Aspekt dabei ist, dass diese größeren Verdichtungen über viereinhalb Milliarden Jahre hinweg, also bis in die heutige Zeit hinein, im Erdmantel stabil erhalten bleiben können, wie die Computermodelle zeigen.

Vulkangestein ähnelt Mondmaterie

Und es gibt noch ein weiteres Indiz, das für die Hypothese von Yuan und seinen Kollegen spricht: Auf den Hawaii-Inseln findet sich eine Form vulkanischen Basalts, der in seiner Zusammensetzung erstaunlich dem Gestein der Lavaebenen auf dem Mond ähnelt.

Dieses Gestein könnte seinen Ursprung in der tief unter Hawaii liegenden Region aus Theia-Materie haben.

Das Modell von Yuan und seinen Kollegen ist aber nicht nur für das Erde-Mond-System von Bedeutung. "Große Zusammenstöße sind eine häufige Erscheinung in der letzten Phase der Planetenentstehung", betonen die Forscher.

"Ähnliche Inhomogenitäten dürfte es deshalb auch im Inneren anderer Planeten geben." Und vielleicht lassen sich sogar im Inneren der Erde Spuren noch früherer Kollisionen auffinden.

Mond ist 40 Millionen Jahre älter als gedacht

Kürzlich hatten Untersuchungen von Mondstaub, der von den Astronauten der Mission "Apollo 17" zur Erde gebracht worden war, gezeigt, dass der Erdtrabant ein Mindestalter von 4,46 Milliarden Jahren hat.

Damit sei der Erdtrabant 40 Millionen Jahre älter, als bislang auf Basis der zuvor besten Messungen angenommen, berichtet ein internationales Forschungsteam im Fachblatt "Geochemical Perspectives Letters". Die Untersuchung des Materials war erstmals mit der sogenannten tomographischen Atomsonde vorgenommen worden. Das ist eine Mikroskoptechnik, mit der sich dreidimensionale Daten von Atomen darstellen lassen.