Ein gewaltiger Zusammenprall mit einem Himmelskörper schlug vor Milliarden von Jahren den Baustoff für unseren Mond aus der Proto-Erde heraus. Bisherige Simulationen dieser Kollision trafen allerdings nie genau ins Schwarze: Zwar bildete sich ein entsprechender Trabant, er setzte sich jedoch hauptsächlich aus dem Gestein des Impaktors zusammen. Das gilt auf Grund der nahezu identischen Isotopenverteilung im Erd- und Mondmaterial als sehr unwahrscheinlich – beide müssen aus demselben Ursprungskörper entstanden sein.

Als Lösung des Rätsels schlagen Matija Ćuk und Sarah Stewart von der Harvard University in Cambridge nun vor, die frühe Erde deutlich schneller rotieren zu lassen als heute [1]. Ihre Simulationen ergaben, dass eine sich alle zweieinhalb bis drei Stunden um ihre Achse drehende Proto-Erde bei einem Aufprall genügend Material aus ihrem Mantel in den Orbit schleudert, um einen Mond heutiger Masse entstehen zu lassen. Das Material des "Theia" genannten, vermutlich marsgroßen Impaktors verschwindet dabei im Erdinnern.

Das Problem dabei: Die beiden Himmelskörper müssen danach auf ihre heutige Rotationsgeschwindigkeit abgebremst werden. Ćuk und Kollegen argumentieren, dass Gezeiten- und Resonanzeffekte die nötige Bremskraft geliefert haben könnten.

Mit Taglängen, die bereits an der Zwei-Stunden-Marke kratzen, handeln sich die beiden Forscher allerdings weitere Schwierigkeiten ein. Zum einen geraten sie damit fast in einen Bereich, in dem es die Erde bereits ohne äußeres Zutun auseinanderreißt. Und zum anderen waren frühere Berechnungen zu dem Schluss gekommen, dass die Proto-Erde nicht schneller als einmal in vier Stunden rotierte. Ćuk und Stewart gehen allerdings davon aus, dass die vielen Einschläge kleinerer Gesteinsbrocken in der Frühphase der Planetenbildung die Proto-Erde auf eine entsprechende Hochdrehgeschwindigkeit gebracht haben könnten.

Ein ganz anderes Szenario präsentiert zeitgleich mit Ćuk und Stewart die Astronomin Robin Canup vom Southwest Research Institute in Boulder [2]. Ihr Lösungsvorschlag besteht darin, die frühe Erde mit einem nahezu gleich massereichen Himmelskörper kollidieren zu lassen. Wie ihre Computersimulationen ergaben, mischen sich dabei die Materialien beiderlei Herkunft komplett durch. Das identische Isotopenverhältnis von Erd- und Mondgestein, wie wir es heute beobachten, wäre demnach zu gleichen Anteilen aus dem der Proto-Erde vor dem Einschlag und dem des Impaktors entstanden. Auch Canup baut dabei auf den Gezeitenmechanismus, um die Rotationsperioden von Erde und Mond, die durch den extrem gewalttätigen Aufprall stark erhöht werden würden, auf die heute üblichen 24 Stunden abzubremsen.

Welches der beiden Szenarien das zutreffende ist – oder ob nicht ein drittes die Verhältnisse noch besser beschreibt, werden erst zukünftige Forschungsarbeiten entscheiden können. Beide Ansätze belegen allerdings jetzt schon, dass die Hypothese einer Mondentstehung mittels Kollision nicht an widersprechenden Simulationsergebnissen scheitern muss.