Über die Mondentstehung und die Gesteinsdatierung

Forscher der Universität zu Köln am Institut für Geologie und Mineralogie haben die Chance gehabt, Gesteinsproben zu analysieren, die von Astronauten bei den zahlreichen Apollo-Missionen gesammelt wurden. 

Dass es auf dem Mond Gestein gibt, welches man analysieren kann, liegt daran, dass auch der Mond ein Gesteinskörper ist. 

Vor Milliarden von Jahren ist die Erde mit einem mindestens marsgroßen Protoplaneten (Theia genannt) zusammengestoßen. Die Geschwindigkeit dieses Zusammenstoßes wird auf 10km/s geschätzt. Dass du dir das besser vorstellen kannst: Du müsstest mit dem Auto 36.000km/h fahren, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Aufgrund der erheblichen Energie, die diese Kollision hatte, ist die Erde aufgeschmolzen und warf einiges an Material ab. Aus diesem Material hat sich dann letztendlich der Mond gebildet.

Dies ging natürlich nicht sofort. Die Trümmer waren zunächst sehr klein, kollidierten ihrerseits wieder aufgrund der Gravitation, formten anschließend größere Brocken, kollidierten erneut mit anderen umherfliegenden Brocken und so weiter, bis schließlich der Mond geformt war. 

Unser Trabant hatte allerdings zunächst keine feste Kruste, sondern war von flüssigem Magma umhüllt. Magma ist flüssiges Gestein, welches noch nicht abgekühlt und auskristallisiert ist. Als das Magma dann schließlich abkühlte, bildete sich Basaltgestein. Basaltgestein gehört zu den vulkanischen Gesteinen. Basalt gibt es auch häufig auf der Erde, zum Beispiel auf Hawaii.

Diese Hypothese zur Mondendstehung, von denen es so einige gibt, wird die "Giant Impact"-Hypothese genannt und wird für am wahrscheinlichsten gehalten. 

Aber zurück nach Köln:

100mg Mondgestein haben die Forscher von der NASA erhalten. Um dieses zu datieren, also um herauszufinden, wie alt dieses Gestein ist, haben die Forscher radioaktive Zerfallssysteme untersucht. 

Speziell für diese Untersuchung wählten die Forscher die Elemente Hafnium und Wolfram. Der Grund: 60 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems sind die Isotope 182-Hafnium zerfallen zu 182-Wolfram. Dies wird auch als radioaktive Uhr bezeichnet. 

Elemente bestehen aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Im Atomkern befinden sich Protonen und Neutronen und in der Hülle die Elektronen. Isotope sind an sich die gleichen Elemente (d.h. sie haben die gleiche Anzahl an Protonen), aber verfügen über ein insgesamt unterschiedliches Gewicht. Dieses unterschiedliche Gewicht kommt dadurch zustande, dass diese Isotope über eine unterschiedliche Zahl an Neutronen verfügen. Elemente besitzen stabile und instabile Isotope. Vielleicht kennst du ja das radioaktive Isotop Kohlenstoff-14 (Radiokarbonmethode).

Um zu ermitteln, wie alt ein Gestein nun wirklich ist, vergleichen die Forscher die Elemente. Wenn sie wissen, an welcher Stelle des Zerfallsprozesses sich das radioaktive Isotop (also Wolfram) zur Zeit befindet und dies ins Verhältnis setzen mit dem Hafnium-Isotop, können sie ziemlich genau sagen, wie viel Zeit bereits vergangen ist seit Beginn des Zerfalls und dadurch zurückrechnen, wann das Gestein entstanden ist.

Radioaktivität bedeutet übrigens, dass ein Isotop eines Elements instabil ist und nur für eine bestimmte Zeit erhalten bleibt. Ist diese Zeit abgelaufen, zerfällt es, wobei Energie in Form von Strahlung abgegeben wird. Dabei wandelt sich das eine Element auch in ein anderes Element um. Wie bei Hafnium und Wolfram.

Durch diese Datierung haben die Kölner Forscher also herausgefunden, dass der Mond nicht etwa 100-200 Millionen Jahren nach Entstehung des Sonnensystems entstanden sein muss, sondern viel früher: 50-60 Millionen Jahre danach. Der Mond ist also viel älter als bisher gedacht.

Dies ist eine echt spannende Entdeckung, weil wir dadurch auch automatisch wissen, dass die Erde früher entstanden sein muss. Das Alter der Erde beträgt also mindestens 4,51 Milliarden Jahre.

Das Sonnensystem entstand vor 4,56 Milliarden Jahren. Das weiß man auch sehr genau: auch hier konnte man Gesteine datieren. Die ältesten Gesteine aus dem Sonnensystem sind 4,567 Milliarden Jahre alt. Das hat die Datierung eines Meteoriten (Art: Chondrit) ergeben.

Das bisher älteste auf der Erde gefundene Mineral wurde in Australien gefunden. Die dort gefundenen Zirkone sind 4,404 Milliarden Jahre alt.

Zirkone in einer Probe von Mondgestein wurden sogar auf 4,417 Milliarden Jahre datiert.

Welcher Fakt hat dich am meisten begeistert? Schreib es mir in den Kommentaren!

Deine Daniela

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