Vor viereinhalb Milliarden Jahren herrschte im Sonnensystem noch Chaos. Die Erde wuchs immer noch
Im Prinzip sind sich die meisten Wissenschaftler darüber einig, wie der Mond entstanden ist, aber nicht über die Details des Prozesses und insbesondere nicht über den Zeitpunkt, zu dem er stattfand.
Neueste Ergebnisse der PlanetensimulationGeophysiker des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der Leitung von Maxim Maurice und Forscher der Universität Münster vermuten, dass der Protoplanet etwa 140 Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems vor 4,567 Milliarden Jahren mit der jungen Erde kollidierte ... Nach ihren Berechnungen geschah dies vor 4,425 Milliarden Jahren.
Zu dieser Zeit hatte sich die Erde gerade verwandeltPlanet. Während dieser Entwicklung sanken Schwermetallkomponenten in Richtung Erdmittelpunkt und bildeten einen Eisen- und Nickelkern, der von einem dicken Mantel aus Silikatgesteinen umgeben war. Die Mantelfelsen werden heißer. Dies ermöglichte es, Metalle und Silikate im Darm der Erde für mehrere zehn Millionen Jahre zu trennen.
Zu diesem Zeitpunkt wurde die Erde von Theia getroffen,ein Protoplanet von der Größe des Mars. In den frühen Tagen des Sonnensystems hätte es viele solcher Körper gegeben. Einige wurden aus dem Sonnensystem geworfen, während andere durch Kollisionen mit anderen Körpern zerstört wurden. Thea traf jedoch die Erde und verursachte, dass so viel Material aus dem Erdmantel ausgestoßen wurde, dass sich daraus ein Mond hätte bilden können. Während dieses starken Aufpralls bildete sich ein mehrere tausend Kilometer tiefer Magma-Ozean. Von Thea ist nach dieser Begegnung heute keine Spur mehr übrig.
Kollision zweier Körper mit seiner enormen Energieverdampfte auch große Mengen an Gesteinen aus dem frühen Erdmantel. All diese Substanzen wurden weggeworfen und in einem Staubring um die Erde gesammelt, bevor sie sich wieder sammelten, um sich zu Stein zu formen. Auf dieser Grundlage entstand der Mond in kurzer Zeit, vielleicht nur in wenigen tausend Jahren.
Wissenschaftler stimmen weitgehend mit der Bildungsgeschichte übereinDer Mond. Sie konnten jedoch kein genaues Datum ermitteln, da keines der auf die Erde gebrachten Mondgesteine das Alter eines natürlichen Satelliten der Erde aufzeichnet. Forscher des DLR und der Universität Münster haben mit einer neuen indirekten Methode festgestellt, wann sich der Mond gebildet hat. Ihre Berechnungen zeigen, dass dies höchstwahrscheinlich am Ende der Entstehung der Erde geschah.
Einer der ältesten Mondfelsen. Bildnachweis: NASA / AO / AACO
Nicht nur die Erde hatte am Anfang einen Ozean aus MagmaAlter. Die durch die Akkretion gewonnene Energie führte auch zur Bildung des Magma-Ozeans auf dem Mond. Der Mond schmolz fast vollständig und war wie die Erde von einem mehr als 1000 Kilometer tiefen Magma-Ozean bedeckt. Dieser Magma-Ozean begann sich schnell zu verfestigen und bildete eine Kruste aus schwebenden Lichtkristallen auf der Oberfläche. Aber unter dieser isolierenden Kruste, die die weitere Abkühlung und Verfestigung des Magma-Ozeans verlangsamte, blieb der Mond lange Zeit geschmolzen. Bisher konnten Wissenschaftler nicht feststellen, wie lange es dauerte, bis der Magma-Ozean vollständig kristallisiert war, sodass sie nicht schließen konnten, wann sich der Mond ursprünglich gebildet hatte.
Ein Ozean aus Magma und die erste felsige Kruste auf dem Mond. Bildnachweis: NASA / Goddard Space Flight Center.
Berechnung der Lebensdauer eines MagmatikersIm Ozean des Mondes verwendeten die Wissenschaftler ein neues Computermodell, das erstmals die mit der Verfestigung von Magma verbundenen Prozesse umfassend untersuchte. Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass der Mond-Magma-Ozean langlebig war und es fast 200 Millionen Jahre dauerte, bis er sich in Mantelgesteinen vollständig verfestigt hatte. Ältere Modelle zeigten eine Erstarrungszeit von nur 35 Millionen Jahren.
Um das Alter des Mondes zu bestimmen, mussten Wissenschaftlergehe noch weiter. Sie berechneten, wie sich die Zusammensetzung der Magnesium- und Eisen-reichen Mineralien, die sich während der Verfestigung des Magma-Ozeans bilden, im Laufe der Zeit verändert hat. Die Forscher entdeckten eine dramatische Veränderung in der Zusammensetzung des verbleibenden Magma-Ozeans, als dieser sich verfestigte.
Diese Entdeckung ist bedeutsam, weil eserlaubte den Autoren, die Bildung verschiedener Gesteinsarten auf dem Mond mit einem bestimmten Stadium in der Entwicklung seines Magma-Ozeans in Verbindung zu bringen. Durch den Vergleich der gemessenen Zusammensetzung der Mondgesteine mit der vorhergesagten Zusammensetzung des Magma-Ozeans aus dem Modell konnten die Forscher die Entwicklung des Ozeans bis zu seinem Ausgangspunkt, der Zeit, als sich der Mond bildete, zurückverfolgen.
Forschungsergebnisse zeigen, dass der Mondvor 4,425 ± 0,025 Milliarden Jahren gegründet. Das genaue Alter des Mondes stimmt mit dem Alter überein, das zuvor für die Bildung des Metallkerns der Erde unter Verwendung der Uran-Blei-Methode bestimmt wurde, dem Punkt, an dem die Bildung des Planeten Erde abgeschlossen war. Zum ersten Mal kann das Alter des Mondes direkt mit einem Ereignis in Verbindung gebracht werden, das am Ende der Entstehung der Erde eingetreten ist, nämlich der Bildung des Kerns.
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