Neue Simulation: Mond entstand vielleicht in 5 Stunden

Neue Computersimulationen legen nahe, dass der Mond innerhalb von etwa fünf Stunden nach einer gewaltigen Kollision entstanden sein könnte, die die junge Erde vor Milliarden Jahren traf. Das zeigt eine Studie unter Leitung des Southwest Research Institute (SwRI) in Zusammenarbeit mit der University of Arizona.

Die von SwRI-Forscherin Dr. Adeene Denton gemeinsam mit Professor Dr. Erik Asphaug von der University of Arizona geleitete Studie griff die seit Langem etablierte Riesenimpakt-Hypothese erneut auf. Diese besagt, dass der Mond aus Trümmern entstand, die zurückblieben, nachdem vor rund 4,5 Milliarden Jahren ein marsgroßer Protoplanet namens Theia auf die junge Erde prallte. Statt die beiden Körper als einfache Flüssigkeiten zu behandeln, berücksichtigten die neuen Modelle des Teams eine temperaturabhängige Materialfestigkeit und verliehen der simulierten Erde und Theia damit realistische geologische Eigenschaften.

"Wenn man Erde und Mond als kollidierende Körper mit geologischen Eigenschaften simuliert, verändert das, wie der Mond aus diesem Einschlag entsteht", erklärte Denton und beschrieb damit den Unterschied zu früheren Modellen, die ignorierten, wie sich die Festigkeit von Gestein mit der Hitze verändert.

Die Ergebnisse teilten sich je nach Temperatur in zwei unterschiedliche Szenarien. Wurden Proto-Erde und Theia als relativ kühl und mechanisch stark modelliert, erzeugten die Simulationen innerhalb von etwa fünf Stunden nach dem Einschlag einen intakten Mond in der Umlaufbahn. Wurden dieselben Körper dagegen als heißer und schwächer modelliert, wie es bei frisch entstandenen Planeten der Fall wäre, entstand durch die Kollision stattdessen eine Trümmerscheibe um die Erde, die sich erst nach viel längerer Zeit allmählich zum Mond zusammengefügt hätte.

Da junge Protoplaneten vermutlich heiß beginnen und im Lauf der Zeit abkühlen, stellen die Forscher fest, dass die Ergebnisse einen neuen Zusammenhang zwischen dem genauen Zeitpunkt des Riesenimpakts in der frühen Erdgeschichte und der Art des dadurch entstandenen Mondes herstellen. Die NASA hob die Arbeit hervor und merkte an, dass sie der seit Jahrzehnten geführten Debatte darüber, wie schnell und direkt sich der Mond gebildet hat, mit der thermischen Vorgeschichte eine neue Variable hinzufügt.

Die im Astrophysical Journal Letters veröffentlichte Studie löst eines der größten offenen Probleme der Riesenimpakt-Hypothese nicht: zu erklären, warum Mondgestein chemisch und isotopisch der Erde so ähnlich ist, da Simulationen historisch vorhersagten, der Mond müsse größtenteils aus Material des Impaktors Theia bestehen. Dentons Team will als Nächstes testen, wie sich die schnellen und langsamen Entstehungsszenarien jeweils auf die frühe Zusammensetzung und Struktur des Mondes ausgewirkt hätten, was künftigen Studien an Mondproben helfen könnte, zu klären, welches Szenario tatsächlich eintrat.