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Rekonstruktion der Mond- und Planetenentstehung

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Eine der führenden Theorien über die Bildung unseres Mondes ist die Theorie des großen Einschlags, welche sagt, dass ein kleiner Planet, etwa so groß wie der Mars, in der frühen Phase der Entwicklung des Sonnensystems, auf die Erde traf. Dieses Ereignis sorgte dafür, dass eine große Menge erhitztes Material in die äußeren Schichten beider Systeme geschleudert wurde. Aus diesem Material bildete sich eine Scheibe, in der das Material sich zusammenschloss, und dadurch den Mond bildete.

Bis jetzt gab es keine Möglichkeit diese Theorie in der Praxis zu testen. Ein neues Instrument, welches Eisenisotope genau untersuchen kann, könnte nun vielleicht Informationen über den Ursprung des Mondes liefern, sowie auch darüber, wie sich Erde und andere terrestrische Planeten formten. 

Das neue Instrument, ein Plasma Massenspektrometer, trennt Ionen (geladene Teilchen) ausgehend von ihrer Masse, und erlaubt so eine genaue Untersuchung von Eisenisotopen. Ein genauer Blick auf die leichten Abweichungen, die Eisen auf subatomarem Level aufweist, könnte den Planetenforschern mehr Informationen über die Bildung der Kruste geben, als man vorher dachte. Die Annahme wird von  Nicolas Dauphas von der University of Chicago, Fang-Zhen Teng von der University of Arkansas und Rosalind T. Helz vom U.S. Geological Survey, vertreten und in einem Artikel im Magazin Science veröffentlicht.

Ihre Entdeckungen widersprechen der allgemeinen Annahme, dass Variationen in Isotopen nur bei relativ niedrigen Temperaturen und in leichteren Elementen, wie Sauerstoff, vorkommen. Dauphas und seine Partner waren in der Lage isotopische Variationen in Magma, bei Temperaturen von 1.100 Grad Celsius, zu messen.

Frühere Untersuchungen fanden wenig oder keine Trennung von Eisenisotopen in Basaltproben, aber diese Untersuchung konzentrierte sich auf den Fels als Ganzes, anstatt nur seine Mineralien zu betrachten. "Wir analysierten nicht nur den gesamten Felsen, sondern auch die verschiedenen Mineralien", sagte Teng. Im Speziellen untersuchten sie Olivin Kristalle.

Innerhalb des Instruments wird Eisen in einem Plasma aus Argongas geformt, dass eine Temperatur von  fast 4.300 Grad Celsius hat. 

Das Instrument wurde mit Lava des Kilauea Iki Kraters in Hawaii getestet.

Wenn man die Methode auf die verschiedenen terrestrischen und extraterrestrischen Basalte, inklusive Mondgestein, Meteoriten vom Mars und Asteroiden anwendet, könnte dies genauere Hinweise auf die Einschlagstheorie und die Bildung der Kontinente auf der Erde liefern, sowie mehr darüber verraten, wie sich andere Planetenkörper formten.  

"Unsere Arbeit öffnet interessante Wege für die Forschung", sagt Dauphas. "Wir können nun Eisenisotope als Fingerabdrücke für die Bildung und Unterscheidung von Magma nutzen, welche eine Rolle bei der Bildung der Kontinente spielte."

Quelle: PhysOrg

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