Donut statt Einschlag: Neue Theorie zur Entstehung des Mondes

Die Frage, wie unser Mond entstanden ist, ist bis heute nicht abschließend geklärt. Es gibt diverse Theorien. Die gängigste ist, dass der Mond vor rund 4,5 Milliarden Jahren bei einer Kollision zwischen der Erde und einem anderen Objekt, genannt Theia, von der Größe des Mars entstanden sein soll. Demnach wäre unser Trabant aus Schutt aufgebaut, der beim Zusammenstoß weggesprengt wurde. Diese und andere Theorien können einige Besonderheiten des Mondaufbaus nicht erklären. Jetzt haben Forscher eine neue Theorie entwickelt, die besser zu den gemessenen Zusammensetzungen von Erd- und Mondgestein passen soll, wie gizmodo berichtet.

Fortscher unter der Leitung von Sarah Stewart von der UC Davis in den USA haben ihre Ergebnisse im Journal of Geophysical Research veröffentlicht. Demnach soll der Mond innerhalb einer Donut-förmigen, schnell rotierenden Wolke aus verdampftem Material entstanden sein, die später zur Erde wurde. Solche Objekte werden Synestia genannt, eine Wortbildung aus "syn" (zusammen) und "Hestia" (griechische Göttin der Architektur). Erstmals postuliert hat solche Strukturen der Harvard-Forscher Simon Lock im Jahr 2017. Laut der neuen Theorie soll auch die junge Erde vorübergehend durch die anhaltenden Kollisionen bei ihrer Entstehung eine solche Form angenommen haben. Eine Synestia hält sich laut Ansicht der Forscher nur kurz, für etwa 100 bis 200 Jahre.

Heiße Sache

Bewiesen ist die Existenz solcher rotierender Gesteinsdampfwolken bisher nicht, einige Forscher gehen aber davon aus, dass viele Gesteinsplaneten eine solche Phase durchlaufen. Laut der neuen Mondtheorie wäre unsere Luna innerhalb der Erd-Synestia entstanden. Dabei hätte sich in der Donutwolke aus geschmolzenem Gestein ein Mondkeim gebildet, der mit der Wolke rotierte. Als die Wolke abkühlte und schrumpfte, regnete kondensierendes Silizium auf diesen Protomond herab. Irgendwann schrumpfte die Synestia dann so weit, dass der Mond mit einer eigenen, kleineren Dampfwolke auf seiner Umlaufbahn außerhalb der Grenzen der Erdwolke seine Kreise zog.

"Der Mond formiert sich innerhalb der verdampften Erde bei Temperaturen zwischen 2200 und 3300 Grad Celsius und Drücken im Dekaatmosphärenbereich", sagt Lock. Das würde erklären, wieso Mond- und Erdgestein sich geochemisch so sehr ähneln, sich beim Vorkommen einzelner Elemente aber unterscheiden. Der Mond enthält beispielsweise kein Kalium, Natrium oder Zink. Das sind alles leicht flüchtige Elemente, die bei den hohen Temperaturen innerhalb der Synestia vom Protomond ausgedampft worden wären.

"Unser neues Modell sagt die Druck- und Temperaturbereiche für die Gesteinsdampfumgebung um den wachsenden Mond voraus. Das können wir in Zukunft noch testen, indem wir die elementare und isotopische Zusammensetzung eines Mondes errechnen, der unter solchen Bedingungen entstanden wäre. Wir erwarten eine höhere Konzentration einiger mittelflüchtiger Elemente, aber die Berechnungen sollten noch auf weitere Elemente ausgeweitet und durch exaktere Messungen der Zusammensetzung des Mondes geprüft werden", sagt Stewart.