Die Zusammensetzung der Erde wurde durch Kollisionen verursachte Erosion verändert

Eine kürzlich in Science publizierte Studie liefert neue Erkenntnisse über die Planetenbildung. Sie zeigt auf, welche Rolle Kollisionen bei der Formung und Zusammensetzung von Planeten spielen.

Künstlerische Ansicht des Sonnensystems während der Entstehung.
Künstlerische Ansicht des Sonnensystems während der Entstehung. (Bild: M. Kornmesser, ESA/NASA.)

Die Erde ist ein aktiver Planet, der 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Diese lange Entwicklung macht es schwierig, ihre Entstehung zu verstehen. Meteoriten sind Relikte der frühen Entstehungsgeschichte des Sonnensystems und liefern Hinweise auf die Entstehung der Planeten. Die Analyse von Neodym ermöglicht es, genetische Verbindungen zu filtern und Prozesse zu identifizieren, die zur planetarischen Differenzierung führten.

Die Forscher analysierten die Zusammensetzung von Neodym in primitiven Meteoriten. Die Ergebnisse zeigen, dass primitive Meteoriten - obwohl sie als Bausteine der Planeten gelten - eine andere Zusammensetzung aufweisen als die Erde. Die Erde und Oberflächengesteine von Protoplaneten sind mit dem Isotop 142-Neodym angereichert. Diese Zusammensetzung lässt sich durch wiederholte Kollisionen in den ersten Millionen Jahren des Sonnensystems erklären, bei denen bis zu 20 % der Erdmasse zerstört wurden.

Illustration von kolossionaler Erosion
Die Zusammensetzung der Planeten wird durch die Erosion bei Kollisionen oder den Verlust der ursprünglichen Kruste von Asteroiden während der Akkretion bestimmt. Primitive Krusten sind im Vergleich zum Erdmantel mit radioaktiven Elementen angereichert. Kollisionen führen zur Zerstörung der Urkruste, so dass der Planet im Vergleich zu früheren Annahmen einen geringeren Gehalt an radioaktiven Elementen aufweist. Radioaktive Elemente sind für die Wärmeerzeugung auf unserem Planeten und seine geologische Aktivität unerlässlich. (Graphik: ETH Zürich / Paul Frossard)

Literaturhinweis

Paul Frossard, Claudine Israel, Audrey Bouvier, Maud Boyet, 2022. Earth’s composition was modified by collisional erosion. Science 377, 1529-1532. externe Seite DOI: 10.1126/science.abq7351

Die Studie wurde am Laboratoire Magmas et Volcans in Clermont-Ferrand in Frankreich (UCA/CNRS/IRD) durchgeführt. Dr. Paul Frossard, der Hauptautor, ist jetzt Postdoktorand in der Gruppe von Prof. Maria Schönbächler am Institut für Geochemie und Petrologie der ETH Zürich.

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