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Sonnensystem: Urmaterialistisches

Auf der Suche nach unseren Ursprüngen sind alte Zeugen nicht immer leicht aufzutreiben: Nur die ältesten Brocken des Sonnensystems vervollständigen das Es-war-einmal unseres jungen Planetensystems.
Am Ende wird sogar der genügsamste Astronom habgierig – er will etwas zum Anfassen. Denn steht eine Theorie, nehmen wir einmal die derzeit gängige über die Entstehung des Sonnensystems, dann ist nichts aufregender, als die aus der Theorie ableitbaren Vorhersagen am Objekt praktisch nachzuvollziehen und womöglich bestätigt zu finden. Dabei ist es übrigens kein Beinbruch, wenn ein Ergebnis nicht so recht zu den Theorien passt – die können ja auch mal geändert werden. Fast noch spannender also, wenn die Kollision zwischen Praxis und Realität ein paar hochinteressante neue Lücken zum Auffüllen reißt.

Mit einer besonders hartnäckig-nebulösen derartigen Wissenslücke beschäftigt sich ein Forscherteam um Philip Bland vom Imperial College London: Jener der theoretisch mangelhaft unterfütterten, sehr unterschiedlichen Zusammensetzung "flüchtiger" und "mäßig flüchtiger Elemente" in Sonne und Erde. "Flüchtig" ist hier relativ relativ: Gemeint sind Elemente, die bei Temperaturen von unter vergleichsweise kühlen 650 Kelvin zu etwas Festem kondensieren. Dazu gehören Zink, Blei und Natrium – sie kommen auf der Sonne in eher großen, in der Summe irdischen Gesteins und den anderen inneren Gesteinsplaneten aber offensichtlich in kaum nennenswerten Mengen vor.

Merkwürdig, denn eigentlich ist das Baumaterial, aus dem Sonne und Planeten bestehen, doch ziemlich identisch – schließlich stammt alles aus ein und demselben Schutthaufen, dem solaren Urnebel, der vor knapp fünf Milliarden Jahren begann, sich zu den Körpern des Sonnensystems zu verdichten. Irgendwann müssen sich damals dann diese flüchtigen Elemente aus dem Erdstaub gemacht haben: die große volatile depletion, eines der unerklärlichen Rätsel auf dem Weg vom ursprünglichen Materialgries zum fertigen Planeten.

Fragt sich nun, wo, wann und warum sie stattgefunden hat – und hier nun kommt die Forscher-Habgier ins Spiel. Nach der vergleichsweise einfachen Untersuchung typischen irdischen Altsteins brannten die Forscher geradezu darauf, auch nicht von der Erde stammende Brocken zu untersuchen, um das Fehlen der fehlenden Elemente an mehr als einer Objektklasse zu hinterfragen. Und da außer ein paar Brocken lunaren Gerölls aber noch keine Bodenprobe von extraterrestrischen Himmelskörpern geholt werden konnte, konzentrieren sich die Wissenschaftler auf Steine, die aus dem All von selbst zur Erde gelangen: Meteoriten.

Als begehrte Altstars gelten dabei die so genannten Chondriten-Meteoriten, die ältesten auf der Erde existierenden Materie-Zeugen aus der Urzeit des Sonnensystems, die ziemlich bald aus dem solaren Urnebel kondensierten und viel später einmal von den Zeitläuften offenbar nahezu unverändert auf die Erde stürzten. Untersucht man die Meteorite möglichst frisch nach dem Einschlag, so findet sich ein ursprüngliches Gemisch krümelig verbackener Kohlenstoff-Verbindungen und größeren eisen- und magnesiumhaltigen Schmelzkügelchen aus Silikaten, den namensgebenden Chondren. Darin finden sich konserviert auch unveränderte Spuren der solaren Urmaterie vom Beginn aller Sonnensystemzeiten. Und welchen Anteil der mysteriösen flüchtigen Elemente?

Blands Gruppe legte auf der Suche nach der Antwort nun Hand an ein paar typische Vertreter der 45 primitiven Meteoriten, die bislang weltweit gefunden worden sind, und analysierte in ihnen die Verteilung der Elementspuren. Von denen hatte man zwar bereits einige Proben genommen und festgestellt, dass nur die primitivsten aller Meteoriten, die so genannten CI-Chondriten, tatsächlich dieselbe Elementen-Zusammensetzung wie unsere Sonne enthalten.

Nun zeigten die Forscher aber, dass es sich lohnt, genauer hinzuschauen: Kompliziert ist nämlich, bei den etwas jüngeren Meteoriten nur die wirklich ältesten Ur-Bausteine zu analysieren. Alle anderen Teile des Objektes können sich im Laufe der Zeit unter verschiedenen Einflüssen verändert haben. Dieser genaue Nachweis gelang erst jetzt, indirekt und mit der Hilfe einiger Rechen- und Analysetricks von Bland und Kollegen. Ergebnis ihrer Mühen: Tatsächlich sind nicht nur die CI-Sorte, sondern alle Meteoriten ursprünglich aus bereits seiner flüchtigen Elemente beraubter Materie entstanden. Der solare Urnebel war demnach schon sehr früh offenbar arm an diesen Elementenvertretern. Welcher Vorgang auch immer dies verantwortet, er muss schon in der frühesten Kinderstube des Planetensystems abgelaufen sein – und könnte wohl auch überhaupt für die Bildung von Planetensystemen sehr typisch sein.

Damit, beruhigt Bland, "ist eine der vielen Fragen" beantwortet, die noch über das Werden von Planeten aus dem solaren Urnebel gestellt werden könnten. Zum Glück nur eine – wäre ja auch schade, wenn schon wieder eine spannende Wissenslücke endgültig geschlossen bliebe.
21.09.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 21.09.2005

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