Main: Eine Illustration zeigt einen Asteroiden, der auf die geschmolzene Urerde zurast, mit der Sonne im Hintergrund. Inset: Ein Eisenmeteorit aus dem Kern eines geschmolzenen Planetesimals (links) und ein Chondritenmeteorit, der aus einem „primitiven“, ungeschmolzenen Planetesimal stammt (rechts). (Bildnachweis: Robert Lea (erstellt mit Canva)/Rayssa Martins/Ross Findlay)
Neue Beweise deuten darauf hin, dass die Bausteine des Lebens durch Meteoriten aus dem Weltraum auf die ursprüngliche Erde gebracht wurden. Diese Erkenntnis könnte Wissenschaftlern bei der Suche nach außerirdischem Leben helfen.
Diese Meteoriten wären die zerbrochenen Überreste früher „ungeschmolzener Asteroiden“ gewesen, einer Art Planetesimale. Planetesimale sind kleine Gesteinskörper, die als Hauptbausteine für die Gesteinsplaneten des Sonnensystems, einschließlich der Erde, dienten. Sie bildeten sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren in der Staub- und Gasscheibe um die junge Sonne, als die Teilchen um unseren jungen Stern begannen, zusammenzukleben, mehr Masse anhäuften und immer größere Körper bildeten.
Ein Forscherteam hat das chemische Element Zink in Meteoriten aufgespürt, um den Ursprung der „flüchtigen“ Elemente der Erde zu bestimmen. Dies sind Elemente oder Verbindungen, die sich bei relativ niedrigen Temperaturen in Dampf verwandeln. Sie sind wichtig, weil sie sechs gängige Chemikalien enthalten, die für Lebewesen, einschließlich Wasser, lebenswichtig sind.
„Eine der grundlegendsten Fragen zum Ursprung des Lebens ist, woher die Materialien stammen, die wir für die Entwicklung des Lebens benötigen“, sagte die Leiterin des Studienteams, Rayssa Martins, von der Abteilung für Geowissenschaften an der Universität Cambridge in England, in einer Erklärung.
„Wenn wir verstehen können, wie diese Materialien auf der Erde entstanden sind, könnte uns das Hinweise darauf geben, wie das Leben hier entstanden ist und wie es sich anderswo entwickeln könnte“, fügte Martins hinzu.
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Martins und seine Kollegen vom Cambridge und Imperial College London haben sich für Zink entschieden, weil es, wenn es in Meteoriten gebildet wird, eine einzigartige Zusammensetzung aufweist, die zur Identifizierung des Ursprungs von flüchtigen Stoffen verwendet werden kann.
Das Team hatte zuvor herausgefunden, dass das Zink der Erde aus verschiedenen Regionen des Sonnensystems zu stammen scheint. Etwa die Hälfte stammt aus der inneren Region des Sonnensystems, in der Nähe unseres Planeten und der anderen felsigen Welten in der Nähe der Sonne. Die andere Hälfte scheint jedoch von jenseits des fünften Planeten von der Sonne, dem Gasriesen Jupiter, zu stammen.
Ein Eisenmeteorit aus dem Kern eines geschmolzenen Planetesimals (links) und ein Chondritenmeteorit, der aus einem „primitiven“, ungeschmolzenen Planetesimal stammt (rechts). (Bildnachweis: Rayssa Martins/Ross Findlay)
Dies ist möglich, weil die Planetesimale nicht alle gleich sind. Die Planetesimale, die sich in der frühesten Ära des Sonnensystems bildeten, waren der hohen Strahlung der jungen Sonne ausgesetzt. Dadurch schmolzen sie und verloren leicht flüchtige Bestandteile durch Verdampfung.
Planetensimale, die sich später in den Entstehungsjahren des Sonnensystems bildeten, waren nicht so viel Strahlung ausgesetzt, was bedeutet, dass sie nicht so stark geschmolzen sind und mehr ihrer flüchtigen Bestandteile behalten konnten.
Eine Illustration einer protoplanetaren Scheibe. So hätten die junge Sonne und das Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren ausgesehen. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Das Team untersuchte Zink in einer großen Probe von Meteoriten, die von verschiedenen Planetesimalen stammen. Anschließend verfolgten sie die Ankunft der verschiedenen Zinksorten im Laufe der zehn Millionen Jahre, in denen unser Planet Material akkretierte.
Sie fanden heraus, dass geschmolzene Planetesimale etwa 70 % der Gesamtmasse unseres Planeten ausmachten, aber nur etwa 10 % seines Zinkgehalts lieferten. Das bedeutet, dass 90 % des Zinks auf der Erde von „ungeschmolzenen“ Planetesimalen mit höheren Mengen an intakten flüchtigen Bestandteilen stammen. Daraus folgt, dass auch diese ungeschmolzenen Weltraumgesteine der sich bildenden Erde eine Menge flüchtiger Stoffe zugeführt haben müssen.
„Wir wissen, dass die Entfernung zwischen einem Planeten und seinem Stern ein entscheidender Faktor ist, wenn es darum geht, die notwendigen Bedingungen zu schaffen, damit dieser Planet flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche erhalten kann“, fügte Martins hinzu. „Aber unsere Ergebnisse zeigen, dass es keine Garantie dafür gibt, dass Planeten die richtigen Materialien enthalten, um überhaupt genug Wasser und andere flüchtige Stoffe zu haben – unabhängig von ihrem physikalischen Zustand.“
Die von Martins und seinen Kollegen durchgeführten Forschungen könnten weit über die Grenzen unseres Planeten hinaus Auswirkungen haben und bei der laufenden Suche nach Leben anderswo im Kosmos hilfreich sein.
„Ähnliche Bedingungen und Prozesse sind auch in anderen jungen Planetensystemen wahrscheinlich“, schloss Martins. „Die Rolle, die diese verschiedenen Materialien bei der Versorgung mit flüchtigen Stoffen spielen, sollten wir bei der Suche nach bewohnbaren Planeten anderswo im Auge behalten.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Freitag (11. Oktober) in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
