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News: Vor 4,57 Milliarden Jahren

Nachdem die Sonne entstand, dauerte es nicht lange, bis sich in der protoplanetaren Wolke die ersten Gesteine bildeten. Jetzt hat dieser Zeitpunkt ein Datum.
Wenngleich die Erde vor gut 4,5 Milliarden Jahren entstand, sind die ältesten Gesteine unseres Planeten kaum vier Milliarden Jahre alt. Wer etwas aus der frühen Kindheit des Planeten - und unseres Sonnensystems - erfahren will, muss sich deshalb den Meteoriten zuwenden - insbesondere den so genannten kohligen Chondriten, von denen man annimmt, dass sie direkt aus dem solaren Urnebel kondensierten.

Diese primitivsten aller Meteoriten heißen so, weil sich in ihnen neben den krümelig schwarzen Kohlenstoffverbindungen - diese Substanzen sind noch älter als das Sonnensystem - auch kleine, eisen- und magnesiumhaltige Silikatkügelchen, die so genannten Chondren finden.

Zudem enthalten die kohligen Chondrite weißliche Einschlüsse, die reich an Calcium und Aluminium sind (calcium aluminum-rich inclusions, CAIs) und die - zusammen mit den Chondren - die ursprünglichste Substanz unseres Sonnensystems darstellen. Nun unterscheiden sich die Chondren aber chemisch deutlich von den CAIs, und es liegt also nahe, dass sie auch unterschiedlichen Alters sind.

Unterstützt wird diese Vermutung durch radiometrische Datierungen mit Uran- und Bleiisotopen, wonach die Chondren etwas später entstanden als die CAIs. Allerdings ist die U-Pb-Methode für derlei geringfügige Altersunterschiede zu unsensibel, weshalb Yuri Amelin vom Royal Onatario Museum in Toronto und seine Mitarbeiter die Chondren und CAIs außerdem auf der Basis des Zerfalls des Aluminium-26-Isotops in das Magnesium-26-Isotop berechneten.

Beide Datierungsweisen beruhen auf den Konzentrationen der Tochterisotope, die sich seit Beginn des Zerfalls in den Gesteinsproben anreicherten. Trägt man die Verhältnisse von radioaktivem Mutterisotop und ihrem Zerfallsprodukt unterschiedlich alter Proben auf, so ergibt sich die so genannte Isochrone, eine Gerade, die - je nach der Halbwertzeit des Mutterisotops - unterschiedliche Steigungen aufweist.

Das gilt auch für die Isochronen der hier angewendeten U-Pb- und Al-Mg-Systeme, denn während 238U mit einer Halbwertzeit von 4,5 Milliarden Jahren zerfällt, wandelt sich 26Al schon nach gut einer Million Jahr zur Hälfte in 26Mg um.

Mithilfe dieser unterschiedlichen Isochronen konnten Amelin und seinen Mitarbeiter die Empfindlichkeiten beider Methoden entscheidend verbessern und zum ersten Mal nachweisen, dass die CAIs vor den Chondren entstanden - und zwar vor 4,57 Milliarden Jahren.

Damals begann die Geschichte der Planeten, als sich in der protoplanetaren Wolke im Umfeld der noch jungen Sonne einzelne Bereiche erhitzten und zunächst jene calcium- und magnesiumreichen Substanzen und zwei bis drei Millionen Jahre später die Chondren kondensierten.

Zehn bis 15 Millionen Jahre sollte es nun noch dauern, bis sich auch diese Materie zu größeren Klumpen ballte und zu Asteroiden – und schließlich zu Planeten wurde. Doch in ihnen wurde die Schwerkraft so groß, dass die Gesteine in ihrem Inneren schmolzen und sich zu einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteine differenzierten. Die kohligen Chondriten entgingen diesem Schicksal. Sie wurden seit ihrer Entstehung nicht mehr aufgeheizt und spiegeln eben deshalb bis heute die Zusammensetzung des solaren Urnebels wider.

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