Belegen irdische Edelgase auf dem Mond die Theorie zur Mondentstehung?

Künstlerische Darstellung des Mondes in Folge einer gewaltigen Kollision eine etwa Mars-großen Himmelskörpers mit der jungen Erde (Illu.).
Copyright: NASA/JPL-CalTech/T. Pyle. (nach grewi)

  • von Roland M. Horn

Wie Andreas Müller auf grenzWissenschaft-aktuell.de vermeldet, hätten Forschende der ETH Zürich “den ersten eindeutigen Beweis dafür gefunden, dass der Mond Edelgase aus dem urzeitlichen Erdmantel geerbt hat. Die Entdeckung hilft zu verstehen, wie der Mond und vielleicht auch die Erde und weitere Himmelskörper entstanden sind.”

Der Professor am Institut für Geochemie und Petrologie der ETH Zürich, Henner Busemann, berichtet demnach im Fachjournal “Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.abl4920), dass die sich auf dem Erdtrabanten Helium und Neon finden, die aus dem Erdmantel stammen.

Müller meint: “Mit der Entdeckung stützen die Forschenden die derzeit favorisierte „Giant Impact“-​Theorie zur Entstehung des Erdenmondes. Diese geht davon aus, dass der Mond durch eine gewaltige Kollision zwischen der frühen Erde und einem etwa Mars-großen Himmelskörper entstanden ist“, um anschließend Busemann mit den Worten “Unsere Entdeckung bedeutet, dass in der Giant-​Impact-Theorie auch die Edelgase als Faktor einzubeziehen sind“, zu zitieren.

Busemann geht also offensichtlich von der Giant-Impact-Theorie aus, um mit Hilfe seines Fundes dies anzupassen. Insodern sind sie weniger beweiskräftig, als es oben den Anschein erweckt hat. Busemann und seine Doktorandin Patrizia Will, die anhand von sechs Proben von Mondmeteoriten aus der Antarktis den Gehalt der beiden genannten Edelgase bestimmten, sagen:

“Diese waren in einer viel größeren Menge vorhanden als erwartet und nur im separierten Glas, was den Sonnenwind als Quelle für die Edelgase ausschloss. Sie mussten also aus dem Innern des Mondes kommen und damit letzten Endes von der Erde vererbt sein. Dass wir zum ersten Mal Edelgase in basaltischen Materialien vom Mond gefunden haben, die nicht aus dem Sonnenwind stammen können, ist eine aufregende Entdeckung.”

So entwickelten sie das folgende Modell:

„Der junge Mond war vulkanisch aktiv. Magma quoll empor, und erstarrte rasch an der Oberfläche. Durch die rasche Abkühlung bildeten sich Glaspartikel, in welchen die mitgeführten Edelgase Neon und Helium konserviert wurden. Rasch deckten weitere Lavaströme diese Magmaschicht zu und schirmten sie vor kosmischer Strahlung ab, insbesondere vor Sonnenwinden. Dies verhinderte, dass sich chemische Elemente, die im Sonnenwind enthalten sind, in den Glaspartikeln einlagern und deren chemischen Fingerabdruck, die sogenannte Isotopensignatur, verändern konnten.“

Die Wissenschaftler erklären auch, wie das magmatische Mondmaterial auf die Erde gelangten:

Da der Mond nicht durch eine Atmosphäre geschützt ist, schlagen ständig Asteroiden auf seiner Oberfläche ein. Ein solcher Einschlag war wahrscheinlich stark genug, um Bruchstücke aus den abgeschirmten Lavaschichten des Mondes herauszuschleudern. Diese Gesteinsfragmente gelangten als Meteoriten zur Erde. Viele werden in den Wüsten Nordwestafrikas oder, wie in diesem Fall, in der Antarktis gefunden.

Doch wäre es nicht naheliegender, eine Berührung des Mondes mit der Erde anzunehmen, in deren Erdmantel die genannten Edelgast bereits vorhanden waren? So hat der in Geologie vorgebildete Erfinder Otto H. Muck bereits vor Jahrzehnten eine entsprechende Theorie entwickelt.

Muck schildert ausführlich seine Ansicht der Entstehung der Erde und ihrer jungen Entwicklung, um festzustellen, dass es in seinem Modell einen Störfaktor gegeben haben muss, der aus dem Kosmos gekommen sein müsse.

Dieser Störfaktor sei durch eine Begegnung mit einem Himmelskörper zustande gekommen, der der Erde sehr nahe kam – und dieser Himmelskörper war Mucks Modell zufolge der Mond. Muck: “Der Himmelskörper, der die Erde heute als Mond satellitisch geleitet, ist der Erde einmal berührungsnahe gekommen – eine Begegnung, die sich in der ekliptischen Laufebene ereignete.

Diese Begegnung muss Muck zufolge auf dem jeweiligen Berührungspunkt in beiden Himmelskörpern gewaltige Flutbewegungen und jetzt, da der schnellere Mond sie umlief, auf der Erde eine mächtige, den Himalaya an Höhe vielfach übertreffende Äquatorwulst hervorgerufen haben.

Die Erdachse habe damals noch lotrecht auf der Ekliptik gestanden. Wasser und Sedimente seien bis zu 1.000 Kilometer Höhe hochgerissen worden.

Muck schreibt:

“Als der Mond aus diesem, seinem ersten Perigäum [= erdnächstem Punkt; Anm. RMH], zu einer großen geozentrischen Flachellipse entfloh, sich von der verwüsteten Erde rasch wieder entfernte, fielen Wasser und Sedimente aus bis zu 1.000 Kilometern Höhe herab – mit furchtbarem Schwall auf die kochende aufgeborstene Erdendecke, alles Land überflutend, alles darauf Lebende in den Strudel einer nahezu totalen Vernichtung hineinreißend.

Wahrscheinlich sind die Wassermassen oft hin- und hergegangen. Wahrscheinlich hat das erste, vernichtende Perigäum des Mondes, da es periodisch wiederkehrte, in wenn auch schwächerem Ausmaße sich wiederholt, bis aus der extrem exzentrischen eine schwach exzentrische Eilbahn wurde.

Niemand weiß, wie lange diese Störungszeit gedauert haben könnte. Doch als sie beendet, als auf Erden die Ruhe des Todes eingetreten war, lagen die Sedimente auf den Festlandstafeln. Sie wurden so aus marinen zu terrestrischen Ablagerungen.” (Muck 1978, S. 80f, vgl. Horn, Roland, M.: Lemuria: Ein Blick auf den anderen versunkenen Kontinent, S. 107)

Der Mond sei bei seinem ersten Umlauf in den Pazifik eingedrungen und habe ein Stück der ozeanischen Kruste mitherausgerissen. Interessanterweise findet sich das angesprochene Helium auch in der Erdkruste, alle anderen Edelgase – also auch Neon – zumindest in geringen Mengen. Auf jeden Fall aber wäre anhand von Mucks Therie damit, warum der Pazifik so ausgesprochen tief ist.

Dagegen geht aber die heutige Wissenschaft – so auch Busemann und Will – davon aus, dass der Mond durch  den Zusammenstoß der Proto-Erde mit einem ungefähr marsgroßen Körper, der Theia genannt wird, entstanden sei. Dieser Theorie zufolge ist ein großer Teil der abgeschlagenen Materie beider Körper in eine Umlaufbahn um die Erde gelangt und habe sich dort zum Mond geballt. Doch hierbei stellt ausgerechnet die dem wissenschaftlichen Mainstream zugeneigte Wikipedia fest:

Eine 2013 in Nature Geoscience veröffentlichte Entdeckung zeigte, dass Mondgestein, von dem angenommen wird, dass es die ursprüngliche Mondkruste darstellt, einen erstaunlich hohen Wassergehalt aufweist. Dies warf neue Fragen bezüglich der Entstehung des Mondes auf, da sich dieser Befund schwer mit der gut etablierten Kollisionstheorie in Einklang bringen lässt.

Die Mucksche Theorie aber kann das ohne Weiteres!

In der Süddeutschen Zeitung schreibt Joachim Laukemann als Fortsetzung seines ArtikelsDer Mond bleibt ein Rätsel“:

Selbst für Experten ist es nicht einfach, alle Besonderheiten des Mondes zu erklären, der Erdtrabant gilt unter Experten als ‘furchtbar speziell’.

Laukenmanns Grundlage ist die Auswertung von Apollo-Missionen, die anhand der chemischen Zusammensetzung des Mondgesteins die Entstehung des Mondes erklären sollten. Die Astronauten brachten damals insgesamt 382 Kilogramm Mondproben mit auf die Erde.

Der Autor stellt mit Recht fest, dass der Mond deutlich größer ist als alle anderen Monde von Planeten in unserem Sonnensystem; die zweite Eigentümlichkeit, die er sieht, ist, dass er einen äußerst kleinen Eisenkern hat, während fast alle erdähnlichen Planeten jeweils einen Eisenkern von einem Drittel der gesamten Masse des Körpers haben; und, last not least, stellt er fest, dass der Mond der Erde chemisch sehr ähnlich ist. Eine der ersten Hypothesen, die bezüglich der Entstehung des Erdmondes gehandelt wurden, beschreibt
Laukenmann folgendermaßen:

Eine der ersten Hypothesen war, dass sich die heiße junge Erde (Protoerde) so schnell um die eigene Achse drehte, dass sich ein Tropfen ablöste, aus dem sich der Mond bildete. Das würde erklären, weshalb beide Körper isotopische Zwillinge sind und der Mond keinen Eisenkern besitzt. Um die Rotationsenergie oder genauer: den Drehimpuls des Erde-Mond-Systems zu erklären, hätte sich die Protoerde allerdings enorm schnell drehen müssen. ‘Das ist nicht plausibel’, sagt [Willy Benz vom Institut für Weltraumforschung und Planetologie der Universität Bern und Präsident des Rats der Europäischen Südsternwarte (ESO)]: ‘Die Abspaltungshypothese kann den heutigen Drehimpuls des Erde-Mond-Systems nicht richtig erklären.’

Laukenmann weist weiter darauf hin, dass bezüglich der Chemie von Mars und Mond, die so gerne als „isotopische Zwillinge“ bezeichnet werden, Matthias Meier, Geologe und Kurator des Naturhistorischen Museums St. Gallen, der sich intensiv mit dieser Thematik befasst, sagt: „Dies gibt uns einen Hinweis darauf, dass der Mond nicht einfach ein irgendwie abgespaltenes Stück des Erdmantels ist.“

Dann geht Meier auf die heute anerkannte „Theia-Hypothese“ ein. Dazu stellt Laukenmann fest:

„Auch hier passen noch nicht alle Puzzlestücke zusammen. In den Simulationen bildet sich der Mond vorwiegend aus Material von Theia, anfangs zu rund 70 Prozent. Wie Benz sagt, brachte man es durch geeignete Wahl der Parameter für den Crash auf rund 30 Prozent herunter. ‚Aber es war immer noch zu viel Theia-Material im Mond, um die ähnliche isotopische Komposition von Erde und Mond zu erklären.‘ Zweifel an der Einschlagshypothese gibt es auch wegen einiger flüchtiger Elemente wie Wasser, die sich auf dem Mond fanden. Hätten so leichte Stoffe bei einem gewaltigen Crash nicht weggeblasen werden müssen?

Wie wir bereits gesehen haben, ist der Wasseranteil des Mondes in Mucks Szenarium sogar zu erwarten, da der Körper tief ins irdische Wasser eintauchte und aus diesem Vorgang sind die Wasseranteile des Mondes entstanden!

Meier sagt, darauf angesprochen, dazu ganz richtig: „Vielleicht verstehen wir diesen Einschlag noch nicht ganz“. Dann ergänzt er aber: „Wenn man die Rahmenbedingungen des Einschlags variiert, etwa die Geschwindigkeit, den Einschlagswinkel und die Massen der Körper, dann findet man Szenarien, bei denen Erde und Mond aus ähnlichen Anteilen von Protoerde und Theia-Material entstehen.“ Doch Laukenmann fügt den Worten Meiers hinzu: „Die Szenarien, in denen das gelingt, sind aber leider für sich genommen sehr unwahrscheinlich.

Und so schlägt Laukenmann eine Abwandlung der Theia-Hypothese vor, wenn er schreibt:

“Vielleicht wurde die chemische Zusammensetzung von Erde und Mond auch nicht beim Einschlag festgelegt, sondern näherte sich erst später an. Gemäß der 2017 vorgestellten ‚Synestia-Hypothese‘ bildete sich nach dem Einschlag von Theia rund um die Erde eine ringförmige Struktur aus heißem Gesteinsgas und flüssigem Gestein. Der Erdmantel ging fließend in diese Ringstruktur über, aus der später der Erdmond kondensierte. Das würde für eine perfekte Durchmischung sorgen,

und zitiert Meier mit den Worten:

Aktuell wird diskutiert, ob diese komplexe Synestia-Struktur wirklich physikalisch plausibel ist und ob sie die tatsächlich beobachteten, minimalen Unterschiede zwischen der Chemie von Erde und Mond auch erklären kann.

Interessant auch die folgend zitierte Aussage Laukenmanns:

„Laut Benz wurden noch längst nicht alle möglichen Varianten für einen Einschlag von Theia im Detail untersucht. ‘Die Jury ist immer noch am Diskutieren, ob die Einschlagshypothese stimmt’, sagt Benz. ‘Aber würde man die Fachwelt heute über die verschiedenen Erklärungen abstimmen lassen, bekäme die Einschlagshypothese die Mehrheit.’

Das aber bedeutet eine klare Relativierung der Theia-Hypothese … Die Mucksche Theorie kann allerdings beide Probleme ganz einfach erklären:

Dies sind Pluspunkte für die Mucksche Theorie.

Am Rande sei noch ein pikanter Aspekt erwähnt: Wie ich in meinem Buch weiter ausführe, hat der Mondeinfang nach Muck eine Folge von Prozessen hervorgerufen, die u. a. die Bildung einer aus ozeanischer Kruste bestehende Landmasse von Kontinentalgröße im Pazifik zufolge hatte, die für eine lange Zeit Bestand hatte. Besonders interessant zu vermerken, ist die Tatsache, dass Muck von einem ehemligen Kontinent Lemuria absolut nichts hielt – aber vielleicht hat er mit seiner basaltischen Landmasse ihn unbewusst entdeckt…

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