Die Erde als größerer 'Heimatsitz' als bisher angenommen
Eine neue Studie von Wissenschaftlern der ETH Zürich zeigt, dass die Erde ein viel größerer 'Heimatsitz' ist, als Wissenschaftler in den letzten Jahrzehnten angenommen hatten. Die gängige Theorie, dass bis zu 40 % der Materialien unseres Planeten aus den äußeren Regionen des Sonnensystems stammen, wurde grundlegend überarbeitet.
Eine bahnbrechende Untersuchung, die von Wissenschaftlern der ETH Zürich durchgeführt wurde, hat ergeben, dass die Erde ein viel bedeutenderer 'Heimatsitz' ist, als es die wissenschaftliche Gemeinschaft in den letzten Jahrzehnten vermutet hat. Die weit verbreitete Theorie, die besagte, dass bis zu 40 % der Materialien unseres Planeten aus den fernen Randgebieten des Sonnensystems stammen, hat sich als stark überholt herausgestellt. Die Forscher haben nachgewiesen, dass nahezu jeder Gramm der Erdmasse aus einem einzigen lokalen 'Werkstatt' stammt – dem inneren Diskus, der sich in der Nähe der Sonne befindet.
Ein zentrales Problem der bisherigen Schätzungen lag darin, dass Wissenschaftler in der Regel Proben nur anhand von zwei Isotopensystemen verglichen, wie etwa Sauerstoff oder Chrom. Die Forscher Paolo Sossi und Den Bauer haben jedoch einen anderen Ansatz gewählt und eine große Menge an Daten verwendet. Sie haben in einem einzigen statistischen Experiment gleich zehn Parameter berücksichtigt. Diese digitale Überprüfung hat gezeigt, dass die Erde vollständig aus nicht-kohlenstoffhaltigem Material besteht, das charakteristisch für die inneren Regionen des Sonnensystems ist.
Den neuen Daten zufolge beträgt der Anteil an Material, das von jenseits des Jupiter stammt, nicht mehr als 2 %, und in vielen Parametern ist dieser Wert sogar gleich null. Diese Entdeckung hat weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis der Planetenbildung und ihrer Komponenten im frühen Sonnensystem.
Technisch gesehen lässt sich diese Isolation durch die Rolle des Jupiter als gravitative Barriere erklären. Während sich das Sonnensystem bildete, hat der Gasriese so schnell an Masse zugenommen, dass er einen riesigen Riss im protoplanetaren Diskus geschaffen hat. Diese Rissstelle wurde zu einer physischen Barriere für Staub und Gestein aus den äußeren kalten Zonen, die die Lieferung von 'importierten' Rohstoffen blockierte. Es scheint, dass Jupiter diese Lieferungen so effektiv blockiert hat, dass die Erde, der Mars und der Asteroid Vesta tatsächlich aus den Überresten derselben lokalen Wolke von Material gewachsen sind.
Besonders bemerkenswert ist die Schlussfolgerung hinsichtlich des Ursprungs des Wassers auf der Erde. Bisher wurde angenommen, dass flüchtige Verbindungen und zukünftige Ozeane durch Meteoriten von der Peripherie 'transportiert' wurden, da es in der Nähe der Sonne zu heiß war, um Wasser zu bilden. Wenn wir jedoch zu 98 % lokal sind, dann muss das gesamte Wasser bereits in unserer Zone vorhanden gewesen sein, als der Planet entstand. Diese Entdeckung stellt die traditionellen Vorstellungen darüber in Frage, wie Wasser auf der Erde entstanden sein könnte.
Sossi und Bauer erkennen an, dass ihre Arbeit nicht das letzte Wort in den Forschungen darstellt, sondern die Diskussion in ein neues, viel strengeres Terrain verlagert, in dem die alten Modelle der Mischung von Materialien im Weltraum nicht mehr funktionieren. Diese Studie eröffnet neue Horizonte für das Studium der Planetenbildung und ihrer Zusammensetzung und wirft neue Fragen darüber auf, wie wir die Evolution unseres Planeten und seiner Wasserressourcen verstehen.