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Kosmische Spuren in Bäumen: Was sind Miyake-Ereignisse?

Veröffentlicht von Karl Urban

Irgendwann zu Beginn der 2010er Jahre steht die Doktorandin Fusa Miyake zum ersten Mal vor einer sehr alten Baumscheibe. Es ist eine Scheibe aus dem Stamm einer Japanischen Zeder, die 2000 Jahre lang auf der Insel Yakushima im Süden Japans gewachsen war. Die Aufgabe der jungen Physikerin: Sie soll die einzelnen Wachstumsringe des Baumes untersuchen, um mehr über die Sonnenaktivität im achten Jahrhundert herauszufinden, die dort chemische Spuren hinterlassen hat.

In gewisser Weise erreicht Miyake wenige Jahre später ihr Ziel, allerdings deutlich spektakulärer als sie oder ihr Doktorvater Betreuer das erwartetet hatten. Zum Ende ihrer Doktorarbeit publiziert sie eine Studie im renommierten Magazin „Nature“ und berichtet: Der Gehalt an Kohlenstoff-14 war im achten Jahrhundert Jahr für Jahr unauffällig, stieg aber plötzlich innerhalb nur eines Jahres an. Im Jahr 774 muss die Menge des radioaktiven Nuklids in der Atmosphäre ganz plötzlich stark zugenommen haben. Warum – das ist damals noch völlig unklar.

Karl erzählt in dieser Folge von einem rätselhaften Phänomen, das wenig später den Namen der japanischen Physikerin erhält. Miyake-Ereignisse beschäftigten schon bald Astrophysiker weltweit, als klar wurde: Es handelt sich um ein global nachweisbares Phänomen, in uralten Bäumen genauso wie im Gletschereis der Antarktis. Dessen Ursprung liegt höchstwahrscheinlich nicht auf der Erde.

Hinzu kommt: Es blieb nicht bei einem einzelnen Ereignis im Jahr 774. Bis heute fanden Forschende neun derartige Ereignisse aus den letzten 14.000 Jahren, sieben gelten als gesichert. Nur in unserer modernen Welt fehlt jegliche Erinnerung daran. Denn das letzte Miyake-Ereignis fand man in Baumringen aus dem Jahr 993.

Was den Zustrom der radioaktiven Nuklide ausgelöst hatte, ist lange unklar. Im Gespräch sind Supernova-Explosionen oder sogar exotische Gammablitze irgendwo in der Nachbarschaft des Planetensystems. Schon bald rückt auch die Sonne in den Fokus der Forschung. Was auch immer die Ursache war: Die Spuren der Miyake-Ereignisse haben bereits etliche Disziplinen beeinflusst. Dank ihnen gelang es, die Radiokarbonmethode zur Altersdatierung deutlich zu verbessern. Vereinzelt konnten sogar Jahrtausende zurückliegende Ereignisse aus der Geschichte aufs Jahr genau datiert werden.

Episodenbild: CC0 Gabriel Jimenez / Unsplash

AstroGeoPlänkel: Radioaktive Steine, Aasbienen und Ballon-Abenteuer

Veröffentlicht von Karl Urban

In dieser Folge widmen sich Franzi und Karl dem Feedback zu den letzten drei Geschichten im AstroGeo-Podcast. Zuerst springen wir zurück zum Alpen-Dreiteiler. Ein Hörer hat bereits seinen Urlaub umgebucht und ist jetzt begeistert von der Bergwelt ums schweizerische Saas-Fee.

Außerdem werden die verwirrenden Gründe für die Farben der Mineralien korrigiert: Beim milchigen Glanz des Rauchquarzes ist zwar wirklich Radioaktivität im Spiel, doch die geht vom Nebengestein aus. Außerdem sind ins Kristallgitter eingebaute Aluminium-Atome und relativ niedrige Temperaturen für den milchigen Glanz nötig. Um Radioaktivität geht es auch bei einer Sammlung schön gefärbter Gesteine einer Hörerin – die in diesem Fall nicht ganz ungefährlich sind.

Die Evolution der Honigbiene war für die Kommentierenden ein angenehmer Ausflug in die Welt der Biologie, wenn auch auf geologischem Fundament. In den Kommentaren geht es um die Definition von Symbiose, die merkwürdige Welt der Geierbienen und ihren aashaltigen Fleischhonig. Ausführlich sprechen wir über die Fortpflanzung der Bienen und vieler anderer Hautflügler, bei der Weibchen einen doppelten Chromosomensatz besitzen, Männchen aber nur einen einfachen – vermutlich ein wichtiger Faktor für die häufig eusoziale Lebensweise von Bienen oder Ameisen. Zuletzt relativiert Karl seine Aussage zur fragwürdigen Rolle der Biene als Wappentier des Naturschutzes: Denn es gibt auch wilde Honigbienen in Europa – und gerade denen geht es ziemlich schlecht.

Das einzige im All entdeckte chemische Element faszinierte viele Hörende, und das nicht nur wegen des Ballonfahr-Abenteuers. In den Kommentaren geht es um die Begrifflichkeit des im Spektrum aufgespaltenen Lichts, das eher kontinuierlich aufgespreizt wird. Wir sprechen auch über den hypothetischen Blick von Außerirdischen auf die Sonne und über Hyperspektralkameras, die Bilder machen und in jedem Bildpunkt ein einzelnes Spektrum aufnehmen.

Episodenbild: Biene: public domain, Sara Guerrieri, USGS; Spektrum: NOAO/AURA/NSF

Frontalaufnahme einer Biene: geknickte Fühler, riesige seitliche Facettenaugen, eine heraushängende haarige Zunge. Das vordere Flügelpaar ist scharf, der hintere sowie der gebliche Hinterleib sind unscharf.

Vom Fleischfresser zur Blütenfreundin: die Bienen-Evolution

Veröffentlicht von Karl Urban

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Manchmal landeten Insekten auf dem frisch ausgeflossenen Harz eines Baumes, klebten fest und wurden schließlich von dem Harz eingeschlossen. Dieses Harz wurde später Teil des Bodens und des Sediments und schließlich zu einem durchscheinenden Stein – dem Bernstein. Mit viel Glück findet viele Tausend oder Millionen Jahre später ein Mensch den Bernstein mit dem Insekt darin.

Was nach dem Stoff für eine bekannte Science Fiction-Filmserie klingt, ist zumindest im Ansatz Realität: Karl erzählt in dieser Folge nicht etwa von eingeschlossen Stechmücken mit Dinosaurier-DNA, sondern von Insekten, die uns deutlich sympathischer sind. Es geht um die Bienen: wer ihre Vorfahren waren, wann in der Erdgeschichte sie sich entwickelten und wieso sie zu dem wurden, was sie heute sind. Wir schätzen sie als wichtige Bestäuber von Blütenpflanzen, züchten die europäische Honigbiene, lassen uns ihren Honig schmecken. Dabei sind Bienen eine extrem diverse Tiergruppe, die als Einzelgänger oder in riesigen sozialen Völkern lebt.

Insektenforscher sind froh über fossilisierte Insekten, ob in Bernstein oder eingebettet in Tonstein. Dank ihnen wissen sie: Bienen entstanden aus fleischfressenden Vierflüglern, die eher den heutigen Grabwespen ähnelten. Zu Beginn der Kreidezeit tauchten dann die ersten Blütenpflanzen auf, die sich quasi zeitgleich mit den ersten Bienenarten über die Welt ausbreiteten. Bienchen und Blümchen beeinflussten sich dabei gegenseitig. Schon am Ende der Kreidezeit vor 66 Millionen Jahren hatten Blütenpflanzen die Kontinente erobert – und mit ihnen die Bienen.

Es geht in dieser Folge um wild lebende Bienen, um Solitärbienen und um Hummeln. Auch die europäische Honigbiene gehört dazu: Sie ist zwar heute ein weitgehend domestiziertes Tier, das von Imkern gehalten, versorgt oder gegen Krankheiten oder Parasiten behandelt wird. Wild lebend kommt es in unseren Breiten kaum noch vor. Uns Menschen ist sie nah und nützlich. Wir verwenden die Honighbiene als Covergirl für Naturschutzbroschüren oder Wahlplakate, was nicht immer gerechtfertigt ist. Zurecht geschätzt wird sie als wichtige Bestäuberin in der Kulturlandschaft.

Episodenbild: public domain, Sara Guerrieri, USGS

Zweigeteiltes Bild mit rundem Motiv: Oben links bunte Flächen der Minerale in einem Gestein, unten rechts die Erde. Darüber steht: AstroGeo Plänkel

AstroGeoPlänkel: Alien-Erde und Alpen-Aufzug

Veröffentlicht von Karl Urban

AstroGeo ist Teil der RiffReporter eG – einer Genossenschaft freier Journalistïnnen. Das Riff braucht dringend eure Hilfe, um überleben zu können. Mach bitte mit beim Crowdfunding. Franzi und Karl sagen Danke! https://www.startnext.com/riffreporter

Es geht zunächst um den Begriff SETI, die Suche nach außerirdischem Leben (Search for Extraterrestrial Intelligence): Können wir die Menschheit wirklich als intelligent bezeichnen gegenüber Lebewesen der Erde, die nicht ihre Lebensgrundlage selbst zerstören? Wir sprechen darüber, dass der Begriff der Intelligenz nicht einfach und vielleicht im Kontext von SETI nicht mehr zeitgemäß ist.

Mal wieder geht es um die Chemie: Was ist eine Oxidation, was eine Reduktion und welche Eselsbrücken tragen weit genug, das korrekt im Kopf zu behalten? Außerdem sprechen Franzi und Karl darüber, warum Wasserdampf in einer planetaren Atmosphäre zumindest ein guter Anhaltspunkt für ein angenehm warmes Klima ist und was dieses Gas mit Kohlendioxid oder Methan zu tun hat.

Besonders widmen wir uns nochmal dem Sauerstoff und woher dieser stammt: Karl hält ein Loblied auf die Cyanobakterien, die einzige Art, die jemals in der Erdgeschichte die Fotosynthese entwickelt hat. Wir sollten speziell der Art Prochlorococcus sehr dankbar sein – und zwar mit jedem Atemzug.

Es geht erneut um die Hebung der Alpen und den Plattenabriss: Bei archimedischen Verwirrungen um den Aufstieg der Alpen sprechen wir über die zerrissene und doch untergehende Titanic und wie weit diese Analogie trägt. Die in der Tiefe in einer Metamorphose verwandelten Gesteine geben Anlass, über die Farben in der Geologie zu sprechen. Leider sind sie häufig nicht hilfreich bei der Bestimmung eines Minerals – zumindest sollte man vorsichtig sein.

Zuletzt kommt es zur Ziehung der Lottozahlen: Franzi hilft als Glücksfee, einen Gewinner des Gewinnspiels zu ziehen. Wir sprechen darüber, was für euch die schönsten Gesteine der Welt sind und warum Schönheit subjektiv ist.

Eine kreisrunde Mikroskopaufnahme, in der sich weiße, dunkelgraue, gelbe, blaue, pinke oder braune Flächen recht chaotisch aneinanderschmiegen

Das schönste Gestein der Welt verrät, wie die Alpen entstanden

Veröffentlicht von Karl Urban

Die Alpen sind ein Hochgebirge, dessen höchster Gipfel über 4800 Meter misst. Die Berge der Alpen gehören zu den ersten überhaupt, die Geologen durchstreift haben, die sie vermessen haben und vor allem: die versucht haben, zu verstehen, wie sie entstanden sind. Doch dafür brauchten sie lange – erst die Plattentektonik lieferte den Schlüssel zur Lösung des Rätsels. Diese Theorie selbst wurde aber nicht in den Bergen entdeckt, sondern in den Ozeanen. Eine große Frage blieb am Ende immer noch offen: Wie konnten die Alpen überhaupt ihre majestätischen Höhen erreichen?

In dieser Folge erzählt Karl seine dritte und vorerst letzte Alpengeschichte. Es ist die Geschichte eines einzelnen Gesteines, das dabei geholfen hat, die Frage des Höhenwachstums der Alpen zu klären. Dabei handelt es sich um ein herausragend hübsches Gestein. Es schillert und schimmert silbrig, es ist mal leuchtend grün, mal strahlend gelb oder weinrot. Für manche ist es gar das schönste Gestein der Welt. Für ein Gestein von Rang hat es auch einen klingenden Namen: Saussurit-Smaragtit-Allalin-Metagabbro, oder kurz: Allalin-Gabbro.

Der Allalin-Gabbro ist ein Gestein der Walliser Alpen in der Schweiz, wo er fast ausnahmslos auf einem einzigen Berg vorkommt: dem Allalinhorn. Es ist ein besonderes Gestein, denn es entstand vor der Hebung der Alpen – als sich das Material, was sich heute so prächtig in die Höhen reckt, noch tief im Erdinneren steckte. Als Gabbro entstammt es einer Gesteinsgruppe, die eigentlich in der Tiefe der ozeanischen Erdkruste aus erstarrtem Magma entsteht. Doch dieser Gabbro wurde danach in die Gebirgsbildung eingewoben, indem er mal in die Tiefe gezogen, mal nach oben gerissen wurde. Dabei stieg zunächst der Druck und die Temperatur, was das Gestein veränderte: In ihm enthaltene Minerale reagierten zu anderen Mineralen. In der Geologie werden solche Prozesse als Metamorphose bezeichnet, wodurch schließlich aus dem grauen, unscheinbaren Gabbro ein bunter Metagabbro wurde – der von manchen auch als das schönste Gestein der Welt bezeichnet wird.

In dieser Schönheit steckt – tief verborgen – nicht nur die Information darüber, welchen Weg der Allalin-Gabbro im Laufe der Jahrmillionen genommen hat, sondern in welcher Tiefe sich die Alpendecken übereinander geschoben haben – und wie sie danach in (zumindest für Geologen) schwindelerregendem Tempo ans Licht gelangten.

Episodenbild: Shutterstock / Teguh Wage P

Dreigeteiltes Bild, oben ein matter diffuser rötlicher Stern, unten links eine Bergkette, unten rechts Rippeln am Strand

AstroGeoPlänkel: Verdrehte Alpen und verschwindende Sterne

Veröffentlicht von Karl Urban

In dieser Folge widmen sich Franzi und Karl dem Feedback zu den letzten drei Geschichten im AstroGeo Podcast. Zunächst freuen sie sich über zwei Nachrichten, die zeigen, wie der Podcast das Interesse für die Geologie und die Astronomie weckt: Geologie-Fans finden über den Podcast Zugang zu den Sternen, während Astronomie-Begeisterte die Erde für sich entdecken.

Ein großes Thema ist die geplante AstroGeo-Exkursion (Franzi sagt: „Der Wandertag!“) ins Nördlinger Ries im Oktober 2026. Die Nachfrage war deutlich höher als die Zahl verfügbarer Plätze, weswegen einige Hörerinnen und Hörer enttäuscht waren – , aber auch Vorfreude und Unterstützung wurde geäußert. Der Plan ist, Teile der Exkursion des Wandertags aufzunehmen und als Sonderfolge zu veröffentlichen.

Zur ersten Alpen-Folge über falsch herum gelagerten Gesteinsdecken gibt es Korrekturen und Ergänzungen, etwa zu sprachlichen Details (Schweizerdeutsch) und geologischen Erklärungen (Faltenbildung, Sediment- vs. Plutonische Tiefengesteine). Karl geht auch auf Missverständnisse ein und kündigt eine dritte, abschließende Folge zur Gebirgsbildung an. Da es für nicht-Expertinnen und -Experten schwierig sein kann, sich ein überschobenes Deckengebirge vorzustellen – denn das sind die Alpen – haben sich Franzi und Karl auch über Feedback in Form von methodischen Vorschlägen gefreut. Dazu gehören bessere Visualisierungen mit farbigen Handtüchern für die Idee einer liegenden Falte (von Albert Heim bis 1906 anstelle von überschobenen Decken propagiert):

Foto 1: Das rote Tuch steht für die primär unten liegende ältere Gesteinseinheit, und das blaue für die darüber abgelagerte jüngere.

Foto 2/3: Hier kann man leicht bei der Bildung einer liegenden Falte erkennen (propagiert von Albert Heim), dass dann im unteren Schenkel der Falte die Abfolge umgekehrt wurde.

Foto 4: Die reale Deckenüberschiebung lässt sich ebenfalls leicht nachstellen: Das ältere (rote) Gestein wurde hier über die jüngere Schicht (blau) geschoben).

Zur Supernova-Folge loben viele die Verständlichkeit und den Humor. In ihrem inhaltlichen Feedback diskutieren Hörer jene „fehlgeschlagenen“, oder auch „gescheiterten“ Supernovae, bei denen Sterne direkt zu Schwarzen Löchern kollabieren, ohne vorher eine spektakuläre Explosion abzuliefern. Außerdem gab es Post von einem Hörer, der von seiner ganz eigenen „gescheiterte“ Supernova berichtet hat: die Supernova SN 1987A in der Nachbargalaxie der Großen Magellanschen Wolke.

Zuguterletzt geht’s noch um um die Social-Media-Kanäle des AstroGeo-Podcasts: Hier ist Mastodon der einzige. Karl erklärt, wie Mastodon funktioniert – und frei zugänglich reinschauen kann man hier: https://chaos.social/@astro_geo

Wenige Zentimeter hohe Rippeln an einem beigen Sandstrand

Alpine Ahnungen: Beweist das Gebirge die Plattentektonik?

Veröffentlicht von Karl Urban

Im Herbst 1948 steigen zwei Männer auf einen Berg in den schottischen Highlands. Der eine ist Schweizer und hat gerade seine Doktorarbeit geschrieben. Der andere ist angesehener Geologie-Professor aus Kanada. Am Gipfel kommt es zu einem geschichtsträchtigen Dialog. Denn der junge Schweizer fragt seinen älteren Begleiter: Könnte an dieser einen Idee nicht doch etwas dran sein – nämlich, dass sich Kontinente auf der Erde bewegen? Die Antwort ist eindeutig: Der kanadische Professor lacht herzlich und sagt, all das sei nur Fantasie und physikalisch unmöglich.

In dieser Folge erzählt Karl von einer merkwürdigen Zeit in der Geschichte der Geowissenschaften. Schon im Jahr 1912 hatte Alfred Wegener seine Idee der Kontinentaldrift vorgestellt. Doch obwohl bald viele Forscher aus Europa mit der Idee der wandernden Kontinente sympathisierten, waren es in den 1960er Jahren Geologïnnen aus Nordamerika, die die moderne Theorie der Plattentektonik entwickelten. Darunter war nicht zuletzt auch jener Professor aus Kanada, der über die Idee der Kontinentalverschiebung zunächst nur herzlich gelacht hatte.

Eigentlich hatten die Alpengeologen bereits alle Zutaten zusammen: Etwa der Österreicher Otto Ampferer, der noch vor Alfred Wegener einen physikalischen Prozess skizziert, den er Unterströmung nennt und der erklären kann, warum sich die starren Gesteine der Erdkruste seitlich bewegen können. Ampferer ist es auch, der später das Prinzip der Subduktionszonen erdenkt, bei der feste Krustenplatten übereinander gleiten. Er hat selbst selbst das Prinzip der mittelozeanischen Rücken beschrieben, bei der sich die Erde entlang langer Spalten am Meeresgrund weitet und so neue Erdkruste entsteht.

Warum die Plattentektonik in den 1960er Jahren schließlich von Forscherinnen und Forschern in den USA zu einer vollwertigen Theorie weiterentwickelt wird? Das liegt an neuen physischen Beweisen aus der Tiefsee – und vielleicht an der überschaubaren Marine der Alpenländer.

Bergkette aus grauem Gestein, mehrere Gipfel nebeneinander, im Gestein geht eine Linie von links nach rechts, darunter beginnen steile Schuttfelder mit Schnee, in der Ferne weitere Berge und Wolken.

Drunter über drüber: Das Rätsel der verdrehten Alpen

Veröffentlicht von Karl Urban

Im 18. Jahrhundert galten die Alpen vielen als schrecklich und ihre Überquerung als Qual, die man, wenn überhaupt, schnell hinter sich brachte. Selbst auf die frühen Geologen wirkten die hohen Berge und ihre Gesteine gleichermaßen unangenehm und unübersichtlich. Was bedeuteten die geschichteten, gestapelten und gefalteten Gesteine? Wie waren sie in ihre heutige Lage gelangt? Wieso ist dort ein solches Gebirge entstanden?

Karl beginnt eine mehrteilige Reise durch die Geschichte der Alpenforschung. In dieser ersten Folge geht es um eine natürliche Arena, die heute Tektonikarena Sardona heißt. Sie liegt zwischen den Schweizer Kantonen Glarus und Graubünden und ist mittlerweile weltberühmt. Es ist eine Gegend, die Forschern schon vor über 200 Jahren aufgefallen war. Denn dort gibt es etwas, das in der Natur eigentlich unmöglich zu sein schien: Alte Gesteine liegen auf neuen. Der Berg steht quasi verkehrt herum – und das verlangte eine Erklärung.

Die Arena mitten in den Alpen ist etwas Besonderes, denn hier offenbart sich der geologische Bauplan des Gebirges. Bis dieser Plan entschlüsselt werden konnte, mussten die Forscher die Berge über ein Jahrhundert lang durchstreifen, ihre Messungen in Karten eintragen und die ermittelten Daten dann zum großen Ganzen zusammenfügen. Dabei mussten sie auch Hürden überwinden. Denn nicht nur das Gestein hat seine Eigenheiten, sondern auch das Ego der beteiligten Forscher, was die Lösung des Rätsels über Jahrzehnte zurückhielt.

Erst im Jahr 1903 einigte man sich – und es ergab sich zum ersten Mal ein schlüssiges Bild: Demnach wurden Gesteine nicht nur verformt oder gefaltet. Vor allem wurden sie in sogenannten Decken übereinander geschoben. Die Architektur der Alpen und vieler anderer Gebirge war verstanden – und auch die Schichtenfolge im Osten der Schweiz erhielt ihren heutigen Namen und ihren Weltruhm: die Glarner Hauptüberschiebung. Eine maßstäbliche Kopie findet sich heute im Museum of Natural History in New York. Seit 2008 gehört die Bergkette zum Weltnaturerbe der UNESCO.

Episodenbild: CC-BY-SA 4.0 ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv / Com_FC35-0002-082

Foto der Mondsichel. Darüber gelegt: Eine Art bläuliche Wolke mit zahlreichen hell leuchtenden Sternen. Darüber steht "AstroGeo Plänkel"

AstroGeoPlänkel: Methusalem-Sterne und Mond-Geburt

Veröffentlicht von Karl Urban

In dieser Folge widmen sich Franzi und Karl dem Feedback zu den letzten beiden Geschichten im AstroGeo Podcast. Besonders gefallen hat ihnen die E-Mail einer Hörerin, deren Fantasie so sehr angeregt wurde, dass sie sich nun als Teil „eines unwahrscheinlich kleinen und zufälligen Teil eines riesigen und unfassbaren Zusammenhangs“ sieht. Herzlich willkommen in der Welt von AstroGeo!

Karl spricht über die korrekte Terminologie rund um Meteoroiden, Meteore, Meteoriten und Boliden. Das ist nämlich ein wenig mühsam: Ein Meteoroid ist ein kleinerer Gesteins- oder Eisbrocken auf einer Sonnenumlaufbahn. Tritt er in die Erdatmosphäre ein, wird er zum Meteor – gerne auch Sternschnuppe genannt. Und schaffen es Bruchstücke bis zur Erdoberfläche, heißen sie schließlich Meteoriten. Auch geht es nochmal darum, auf welchen Größenskalen die Ausdehnung des Universums stattfindet – ob nur jenseits von Galaxien oder auch auf dem Maßstab von Sternen, Planeten oder Atomen.

Dann geht es zurück in der Zeit, zu den ersten Sternen im Universum. Sie sind irgendwo da draußen, aber gefunden hat sie noch niemand. Franzi taucht dafür in die Prozesse ab, bei denen Sterne neue Elemente erbrüten: die Kernfusion von masseärmeren zu -reicheren Elementen. Genau jene massereicheren Elemente, von Astronominnen und Astronomen auch unter dem Sammelbegriff „Metalle“ abgehakt, sollte es nämlich in den sogenannten Sternen der Population III überhaupt nicht geben.

Zur Entstehung des Mondes gab es eine lebhafte Diskussion. Es ging erst einmal um den Befund selbst: Wie sicher ist es, dass ein marsgroßer Planet namens Theia mit der Protoerde zusammenstieß? Es geht um mögliche Szenarien für die Zeit danach, zum Beispiel, dass sich erst zwei Monde gebildet haben, die schließlich auch zusammenstießen und den heutigen Erdmond formten.

Karl erklärt auch die Europium-Anomalie, die als wichtiges Argument für den großen Einschlag gilt: Über den Gehalt des Seltenen Erd-Elements in den Mond-Hochländern und den vulkanischen Mare-Ebenen lässt sich belegen, dass der Mond schon vor der Bildung der großen Einschlagbecken über einen globalen Magmaozean verfügt haben muss.

Abschließend gibt es allgemeines Feedback zur Nutzung des Podcasts (nicht nur, aber auch zum Einschlafen), zu Wissen und Unwissen bei astrophysikalischern Modellen voller Dunkler Materie und Dunkler Energie sowie zum Einsatz KI-generierter Transkripte bei AstroGeo.

Episodenbild: Quelle: ESO/M. Kornmesser / CC-BY-SA 4.0 Rolf Hempel / Wikimedia Commons

Sehr scharfes Foto, man erkennt angerissen dunklere Maare und hellere Hochländer. Die Sichel ist schmal.

Theias großer Einschlag: wie der Mond entstanden ist

Veröffentlicht von Karl Urban

Im Juni 1986 erlebten Planetenforscher einen Heureka-Moment. Denn sie waren zum ersten Mal einig, wie die Erde zu ihrem ungebührlich großen Mond gekommen ist. Diese Erklärung gilt bis heute als das wahrscheinlichste Szenario: Kurz nach der Entstehung der Erde vor rund 4,5 Milliarden Jahren stieß ein marsgroßer Planet mit der Protoerde zusammen. Aus dem verdampften Gestein, das dabei ins All geschleudert wurde, bildete sich wenig später der Mond.

Karl erzählt in dieser Folge, wie es zu diesem Heureka-Moment kam – denn nur wenige Jahre zuvor war die Forschungswelt noch hochgradig zerstritten, was die Entstehung des Mondes anging. Mindestens eine Handvoll Hypothesen war im Rennen. Man diskutierte, ob der Mond sich von der Erde durch allzu große Fliehkraft abgespalten hatte oder ob er friedlich an der Seite der Erde aus dem Urnebel gewachsen war. Andere glaubten an ein eingefangenes Objekt aus der kosmischen Nachbarschaft – oder sogar an eine natürliche, nukleare Explosion tief im Erdinneren nahe dem Erdkern.

Schon in den 1940er Jahren war dem kanadischen Geologen Reginald Daly aufgefallen, dass die mittlere Dichte des Mondes recht genau der Dichte des Erdmantels entspricht. Aber erst die astronautischen Mondlandungen des Apollo-Programms und die Proben verschiedener Raumsonden brachten ab 1969 Gewissheit: Erdmantel und Mond müssen aus dem gleichen Urmaterial entstanden sein. Gleichzeitig besitzt der Mond nur einen winzigen Eisenkern. Alles zusammen wirkte wie ein Sieb für die diversen Modelle der Mondentstehung. Übrig blieb am Ende nur der große Einschlag.

Trotz der klaren Hinweise bleiben bis heute einige Fragen offen. Zum Beispiel ist weiter unklar, warum zwar der Fingerabdruck der Sauerstoff-Isotope in Erdmantel und Mond sehr gut übereinstimmen – immerhin das häufigste Element von Erde und Mond – aber einige Spurenstoffe teilweise radikal abweichen. Dazu gehört der Anteil von Eisen und anderen Metallen, aber auch von flüchtigen Stoffe wie Wasser oder Kohlendioxid. Herausfordernd für die heutige Forschung ist vor allem das Wachstum des Mondes direkt nach dem großen Einschlag, bei dem es ziemlich heiß hergegangen sein muss.