Gesteinsplaneten und Gas-? oder Eisriesen: Eine neue Theorie erklärt, warum sich das innere Sonnensystem so stark vom äusseren unterscheidet. Diese widerspricht gängigen Lehrmeinungen und wurde von einer internationalen Forschungsgruppe mit Beteiligung der ETH Zürich aufgestellt.
Merkur, Venus, Erde und Mars im inneren Sonnensystem sind relativ kleine, trockene Planeten im Gegensatz zu Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun weiter draussen, die viel mehr flüchtige Elemente enthalten. «In den letzten Jahren haben wir zudem einen weiteren deutlichen Unterschied zwischen innerem und äusserem Sonnensystem entdeckt», sagt Maria Schönbächler, Professorin am Institut für Geochemie und Petrologie der ETH Zürich: «Meteoriten haben einen unterschiedlichen ‘Fingerabdruck’, je nachdem, ob sie aus dem inneren oder äusseren Sonnensystem stammen.» Je nach Herkunft unterscheidet sich ihr sogenannter Isotopengehalt. Isotope sind verschiedene Atomsorten eines Elements, die im Kern die gleiche Anzahl Protonen aber unterschiedlich viele Neutronen besitzen.
Die bisherige Erklärung für die Unterschiede bei der chemischen Zusammensetzung von Planeten und Meteoriten: Als das Sonnensystem vor 4,5 Milliarden Jahren aus einer Gas-? und Staubscheibe entstand, wurde als erster Planet Jupiter geboren. Er teilte die Scheibe in ein inneres und äusseres System und blockierte den Austausch von Materie zwischen den beiden Teilen.
«In Zusammenarbeit zwischen Forschenden aus verschiedenen Fachbereichen haben wir ein neues Modell der Planetenentstehung entwickelt: Es liefert eine alternative Erklärung der Isotopenunterschiede; Jupiter brauchen wir dazu erstmal nicht», erklärt Schönbächler. Die Idee für die neue Theorie entstand in Zusammenarbeit zwischen Forschenden der ETH und Universität Zürich im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS, dem die Kosmochemikerin angehört. Nun veröffentlicht das internationale Team seine Arbeit in der Zeitschrift «Science».
Zwei Entstehungswellen zu verschiedenen Zeitpunkten
«Mit Computersimulationen haben wir berechnet, was im frühen Sonnensystem geschehen sein könnte», sagt Tim Lichtenberg von der Universität Oxford, Erstautor der Studie und ehemaliges Mitglied des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS. Mehr erfahren…
