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Sonntag, 26.06.2016
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Erde ist jünger als gedacht

Relikte planetarer Kollisionen verfälschten bisherige Ergebnisse

Die Erde ist zwischen 20 und 90 Millionen Jahre jünger als bisher angenommen und damit „nur“ zwischen 4,51 und 4,44 Milliarden Jahre alt. Das enthüllt eine jetzt in „Nature Geoscience" veröffentlichte Studie. Schuld an der bisherigen Fehlschätzung sind gewaltige Kollisionen der jungen Erde mit planetaren Objekten, die zu einer Verfälschung der zur Datierung verwendeten Elementsignaturen führten. Sie korrigieren auch die scheinbaren Altersunterschiede zwischen Erde und Mond.
Erde und MOnd - jetzt doch gleich alt

Erde und MOnd - jetzt doch gleich alt

Die Entstehung der Erde war von gewaltigen planetaren Kollisionen begleitet, die gewaltige Mengen an Energie freisetzen und zu einer weitgehenden Aufschmelzung der Erde führten. In diesem geschmolzenen Zustand erfolgte die Bildung des Erdkerns, bedingt durch eine gewaltige Umverteilung der chemischen Elemente in der Erde. All die Elemente, die sich bevorzugt an die schwereren Metalle binden, wanderten in den Kern, die übrigen blieben im umgebenen Mantel. Theoretisch lässt sich aus dem Zeitpunkt dieser Umverteilung der Elemente rekonstruieren, wann genau die Kernbildung stattgefunden hat. Dieser Zeitpunkt gilt dann gleichzeitig als Alter des Planeten.

Rätselhafte Diskrepanz im Alter von Erde und Mond


Doch die Sache hatte bisher einen Haken: Die bisherigen Altersbestimmungen ergaben immer einen deutlichen Altersunterschied zwischen Erde und Mond. Der Erdtrabant entstand, als ein etwa
marsgroßer Körper mit der Erde kollidierte. Da diese Kollision als das letzte große Ereignis in der Entstehung der Erde gilt, müssten Erde und Mond eigentlich das gleiche Alter haben. Doch genau das konnten bisherige Kalkulationen nicht nachweisen.

Ein Forscherteam der Universität Münster, der britischen Universität von Cambridge sowie der ETH Zürich hat jetzt erstmalig herausgefunden, warum dies so ist und die Diskrepanzen beseitigt. Des Rätsels Lösung: „Die bisherigen Altersbestimmungen für die Erde haben nicht berücksichtigt, dass der Erdmantel eine Signatur jener Körper enthält, aus denen die Erde entstanden ist“, erklärt Professor Thorsten Kleine vom Institut für Planetologie der Universität Münster. „Wenn wir die Altersbestimmungen dafür korrigieren, stimmen die Alter von Erde und Mond überein."


Wolfram als Schlüsselfaktor


Für die Bestimmung des Erdkernalters untersuchten die Forscher das Element Wolfram. Das Isotop Wolfram-182 entsteht durch radioaktiven Zerfall aus Hafnium-182. Bei der Kernbildung wanderte nahezu das gesamte Wolfram der Erde in den Erdkern, während Hafnium vollständig im Erdmantel verblieb. Dort entsteht seit der Kernbildung durch den Zerfall von Hafnium-182 neues Wolfram-182. Dabei hängt die Menge neu produzierten Wolframs-182 vom Zeitpunkt der Kernbildung ab: Je früher die Kernbildung, desto mehr Wolfram-182 findet sich im Erdmantel.

Bei der Datierung der Erde über diesen Zerfallsprozess gingen Forscher bisher davon aus, dass
Erdmantel und Erdkern vor der Schichtbildung im chemischen Gleichgewicht standen. Die neuen Arbeiten zeigen jetzt jedoch, dass sich dieses Gleichgewicht wahrscheinlich nie eingestellt hat. Schuld daran: die Kollisionen der entstehenden Erde mit anderen protoplanetaren Objekten. Nach den Ergebnissen von Kleine und seinen Kollegen sind Spuren dieser ehemaligen planetaren Körper erhalten geblieben und finden in der Verteilung der chemischen Elemente in der Erde wieder.

„Es blieb nicht ausreichend Zeit für eine Gleichgewichtseinstellung", erläutert Kleine. Daher sei ein Teil des im Erdmantel nachgewiesenen Wolfram-182 nicht durch die Kernbildung in der Erde entstanden, sondern ein Relikt aus der Entstehungsgeschichte der planetaren Körper, die mit der Erde kollidierten.

Erde jünger als gedacht


„Diese Entdeckung hat weitreichende Konsequenzen für die Entstehungsmodelle der Erde. So muss zum Beispiel das Alter der Erde korrigiert werden", erklärt Kleine. Die von den Forschern ermittelten neuen Altersberechnungen zeigen, dass die Erde zwischen 20 und 90 Millionen Jahre jünger ist als bisher angenommen: Bislang gingen Wissenschaftler davon aus, dass die Erde vor rund 4,53 Milliarden Jahren entstanden ist.

Nach den neuen Forschungsergebnissen ist die Erde „nur“ zwischen 4,51 und 4,44 Milliarden Jahren alt. Mit diesem Wert wird auch die bisherigen Diskrepanz zum Alter des Mondes aufgehoben: „Besonders wichtig ist, dass dieses Alter mit dem Alter des Mondes übereinstimmt", so Kleine.
(Universität Münster, 27.05.2010 - NPO)