Kollision mit Theia: Klumpen im Erdinneren als mögliche Überreste des Planeten

Zwei gigantische Strukturen tief im Erdinneren könnten tatsächlich Überreste eines Planeten sein, der vor Milliarden Jahren mit der Erde kollidiert ist. Das hat ein interdisziplinäres Forschungsteam anhand von Simulationen ermittelt und damit eine bereits seit Jahren kursierende Theorie bekräftigt. Anders als bislang angenommen, hätte das einschneidende Ereignis in der Frühzeit der Erdgeschichte damit dauerhafte Spuren in unserem Heimatplaneten hinterlassen, die auch mehr als vier Milliarden Jahre später noch vorhanden sind. Noch ist die These aber nicht bestätigt, aber die jetzt vorgestellte Arbeit könnte dafür sorgen, dass weitere Untersuchungen durchgeführt werden.

Spektakuläre Erklärung für die "Blobs"

Bei den Klumpen ("blobs"), wie die Forschungsgruppe die Strukturen bezeichnen, handelt es sich um riesige Gebilde tief im untersten Teil des Erdmantels. Entdeckt wurden die Gebilde, die unter anderem seismische Wellen anders durchlassen, als das restliche Material. Auf diesem Weg wurden sie entdeckt. In der Forschung heißen diese bislang LLVSP für "Large low-shear-velocity provinces" beziehungsweise "große Provinzen mit niedriger Schergeschwindigkeit". Eine liegt tief unter dem afrikanischen Kontinent, die Zweite unter dem Pazifischen Ozean, beide sind etwa doppelt so groß wie der Mond. Zu ihrer Entstehung gibt es bislang verschiedene Hypothesen, dass es sich um den Überrest eines anderen Planeten handelt, ist darunter sicher die spektakulärste.

Die Forschungsgruppe um Qian Yuan von der Arizona State University hat deshalb jetzt erforscht, ob Überreste eines anderen Planeten überhaupt so lange in der Erde überstehen könnten. Denn davon, dass die Erde vor etwa 4,4 Milliarden Jahren mit einem anderen Planeten kollidiert ist, geht man in der Forschung schon länger aus. Der hypothetische Himmelskörper wird Theia genannt und bislang hat man nur auf dem Mond mutmaßliche Spuren davon gefunden – der ist überhaupt erst dabei entstanden. Angenommen wurde, dass ein Großteil des einstigen Planeten in der Erde aufgegangen ist, wo alle Überreste längst im vorhandenen Rest verschwunden sind. Die Arbeit legt nun nahe, dass das nicht der Fall ist.

Die ausgewerteten Simulationen legen jetzt nahe, dass in der Erde konkrete Spuren von Theia die Jahrmilliarden überdauert haben. Vom restlichen Erdmantel unterschieden sie sich demnach vor allem durch einen höheren Eisengehalt, eine höhere Dichte und eine höhere Temperatur. Dass sie überhaupt intakt geblieben sein können, liegt den Modellen zufolge daran, dass die bei der Kollision freigesetzte Energie größtenteils im oberen Erdmantel für mehr Hitze gesorgt und den unteren Teil kühler gelassen hat, als bislang gedacht. Die riesigen Klumpen seien dann nicht komplett aufgeschmolzen worden und hätten sich stattdessen festgesetzt.

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Die Analyse stelle die Erde wirklich in den Kontext der Entstehung des inneren Sonnensystems, erklärt Mitautor Hongping Deng von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Eine Erforschung der Klumpen könnte Aufschluss über Verhältnisse geben, wie sie vor Milliarden Jahren geherrscht haben. Gleichzeitig würde eine Bestätigung der Arbeit bedeuten, dass tief unter unseren Füßen extraterrestrisches Material existiert. Einmal mehr wird deutlich, was für eine bewegte Geschichte unser Heimatplanet hinter sich hat. Weil die aber nicht einzigartig ist, könnten solche Überreste auch in anderen Planeten versteckt sein, meint die Forschungsgruppe noch. Die hat ihre Arbeit im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlicht.

(mho)