Gestein aus dem Einschlag, der den Mond formte, könnte noch im Erdmantel vorhanden sein.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass die junge Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren von einem marsgroßen Objekt getroffen wurde. Dieser Einschlag führte zu einer riesigen Menge an Trümmern, die zusammenkamen und den Mond bildeten. Einige glauben, dass die Überreste des Impaktors namens Theia weiterhin in Form von dichtem Material über dem Erdkern existieren. Diese Theorie wurde von Forschern am 1. November in Nature vorgeschlagen.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass große Gesteinsbereiche am Erdmantel außergewöhnliche Eigenschaften aufweisen; Da sich seismische Wellen mit geringerer Geschwindigkeit durch diese Gebiete bewegen, geht man davon aus, dass diese Gesteine eine höhere Dichte aufweisen als die anderen. Solche Felsformationen, die als große Provinzen mit geringer Geschwindigkeit identifiziert werden, können unter Afrika und eine halbe Welt davon entfernt, unter dem Pazifischen Ozean, gefunden werden, wie der Planetengeodynamiker Qian Yuan vom Caltech erwähnte.

Frühere Theorien gingen davon aus, dass es sich bei diesen Massen um übrig gebliebene Fragmente tektonischer Platten handeln könnte, die unter andere geschoben wurden und schließlich bis zur Grenze des äußeren Erdkerns und des darüber liegenden Erdmantels sanken. Yuan und sein Team präsentieren jedoch eine andere Theorie.

Der Mond macht etwa 2 Prozent der Erdmasse aus, was bedeutet, dass es noch eine beträchtliche Menge an Theia gibt, die noch nicht berücksichtigt wurde. Mithilfe von Supercomputersimulationen gelang es den Forschern, die Folgen einer möglichen Kollision zwischen der jungen Erde und einem anderen Objekt zu analysieren.

Es wurde simuliert, dass beide Himmelskörper vor dem Aufprall einen dichten Kern aus Eisen besaßen, der von leichterem Gesteinsmaterial umgeben war. „Jedes Objekt wurde digital in etwa 10 Kilometer große Partikel zerlegt, sodass die durch die Kollision erzeugten Fragmente überwacht werden konnten“, sagt Mitautor der Studie, Vincent Eke, Computerphysiker an der Durham University, England. Die Simulationen des Teams folgten dem Reise von etwa 100 Millionen Teilchen.

Die Simulationen deuten darauf hin, dass ein erheblicher Teil des Kerns von Theia, der bis zu 3 Prozent der heutigen Masse der Erde ausmachen könnte, auf unserem Planeten zurückblieb und nach dem Einschlag in Richtung Erdkern gesunken wäre. Gleichzeitig wurde eine beträchtliche Menge des Theia-Mantels, vielleicht gleich 5 Prozent der Erdmasse, in die obersten 1.400 Kilometer des Erdmantels eingearbeitet.

Mondgesteinen zufolge ist es plausibel, dass im Mantel von Theia mehr Eisenoxidmineralien vorkamen. Dies deutet darauf hin, dass er laut Yuan wahrscheinlich einige Prozent dichter war als der Erdmantel. In den mehreren zehn Millionen Jahren nach der Kollision sank dieses dichtere Material langsam ab und bildete große Provinzen mit niedriger Geschwindigkeit, so die Hypothese der Forscher.

Es gibt viele Theorien zu diesen Provinzen mit geringer Geschwindigkeit. Einige glauben, dass es sich um Überreste tektonischer Platten handelt, während andere vermuten, dass es sich um hochdichte Überbleibsel des ursprünglichen Magmaozeans der Erde handelt, der bis in die tiefsten Schichten des Erdmantels abgesunken ist. Paul Tackley, Geodynamiker an der ETH Zürich, stellte fest, dass die jüngste Zuordnung dieser Provinzen zu dem Material, das nach Theias Kollision mit der jungen Erde übrig geblieben ist, ein neuartiges Konzept ist. Er war nicht Teil dieser Forschung.

Unabhängig von Theias zufälliger Rolle bei der Entstehung der Provinzen mit niedriger Geschwindigkeit hält Tackley es für plausibel, dass sie seit der Entstehung des Mondes fast 4,5 Milliarden Jahre lang existiert haben könnten. Er vermutet, dass, wenn das Material in diesen Zonen dicht genug wäre, um sich im Laufe der Zeit nicht mit dem darüber liegenden Mantel zu vermischen, es über eine geologische Zeitskala hinweg überleben könnte.

Die vorherrschende Theorie zur Entstehung des Mondes, bekannt als „Rieseneinschlagshypothese“, geht von einer Kollision zwischen der Erde und einem Protoplaneten aus. In der Vergangenheit schlugen Forscher vor, dass eine solche Kollision die subtilen Unterschiede zwischen der elementaren Zusammensetzung der Mondgesteine und denen der Erde erklären könnte. Darüber hinaus geht eine neuere Theorie auch davon aus, dass eine Kollision zwischen der jungen Erde und Theia die Plattentektonik ausgelöst haben könnte.

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