Ältester vulkanischer Meteorit stellt Theorien zur Entstehung des Sonnensystems in Frage

Die Analyse des Erg Chech 002-Meteoriten hat ergeben, dass es sich um das älteste jemals gefundene Gestein vulkanischen Ursprungs handelt und alles, was auf der Erde entstanden ist, bei weitem übertrifft. Es lieferte auch Beweise dafür, dass einige Teile des frühen Sonnensystems viel reicher an dem Isotop waren, das für den Großteil ihrer anfänglichen Wärme verantwortlich war, als andere, obwohl wir immer noch nicht wissen, warum.

Die frühe Sonne war nicht so hell wie heute, aber das bedeutete nicht, dass die ersten Planeten, die sich aus der sie umgebenden Scheibe bildeten, kühl waren. Neben der bei Kollisionen freigesetzten Wärme waren damals auch radioaktive Isotope häufiger anzutreffen und sorgten dafür, dass die ersten großen Objekte heiß blieben, oft mit geschmolzenem Inneren. Es wird angenommen, dass insbesondere ein Isotop, Aluminium-26, eine besonders wichtige Rolle gespielt hat und möglicherweise der Grund dafür ist, dass wir heute Plattentektonik haben.

Heutzutage wird der Erdkern hauptsächlich durch den langsamen Zerfall von Uran und Thorium erhitzt, und das Gleiche gilt auch für die Zentren anderer Gesteinsobjekte. Man nimmt jedoch an, dass Aluminium-26 vor viereinhalb Milliarden Jahren eine viel größere Rolle gespielt hat.

Aluminium-26 zerfällt zu Magnesium-26 und setzt dabei Energie frei. Mit 705.000 ist seine Halbwertszeit kurz genug, dass die Hitze viel intensiver ist als bei ähnlichen Mengen Uran-235, aber lang genug, um einen großen Einfluss auf die ersten paar Millionen Jahre der Planetenentstehung zu haben.

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Es wird vermutet, dass die protoplanetare Scheibe, aus der sich das Sonnensystem bildete, mit Aluminium-26 aus explodierenden Sternen in der Nähe angereichert war, aber Astronomen haben darüber diskutiert, ob das Isotop gleichmäßig gemischt oder in einigen Bereichen verklumpt war. Um dies zu testen, müssen wir den Zeitpunkt der Entstehung eines Meteoriten sehr genau kennen. Ansonsten können wir nicht sagen, ob sich eines in einer Region mit niedrigem Aluminium-26-Gehalt gebildet hat oder ob es ein paar Millionen Jahre jünger ist, nachdem der Großteil des Isotops zerfallen war.

Vulkanische Meteoriten lassen sich leichter datieren als solche, die sich auf der Oberfläche eines Asteroiden abgelagert haben. Daher war die Entdeckung von Erg Chech 002 in der Sahara ein Geschenk. Der Doktorand der Australian National University, Evgenii Krestianinov, und seine Co-Autoren haben sich das zunutze gemacht und das Alter von Erg Chech 002 mit erstaunlicher Präzision gemessen.

Der vulkanische Ursprung von Erg Chech 002 bedeutet, dass er aus einem Objekt stammt, das groß genug ist, um geologisch aktiv zu sein. Es wurde festgestellt, dass einige vulkanische Meteoriten von Vesta stammten, bevor sie bei einer Kollision abschlugen. Andere, darunter Erg Chech 002, stammen eindeutig von einem anderen Objekt, das wir nicht identifizieren können, höchstwahrscheinlich, weil es längst zerstört wurde.

Erg Chech 002 ist ungewöhnlich reich an Blei und Uran, was kein Zufall ist. Uran durchläuft eine Reihe radioaktiver Zerfälle, bis es stabile Bleiisotope erreicht. Bei seiner Entstehung hätte das Gestein, aus dem Erg Chech 002 wurde, noch mehr Uran enthalten, von dem der größte Teil zu Blei zerfallen ist.

Verschiedene Uranisotope zerfallen unterschiedlich schnell. Durch den Vergleich der jeweiligen Mengen und der Verhältnisse ihrer Endprodukte können Geologen das Alter eines Gesteins berechnen. Erg Chech 002 erwies sich als besonders geeignet, präzise Ergebnisse zu liefern: 4.565.560.000 Jahre mit einem Fehler von nur 120.000 Jahren.

Durch den Vergleich der Entstehungszeit von Erg Chech 002 mit früheren Schätzungen seiner Aluminium-26-Konzentration kamen Krestianinov und seine Mitautoren zu dem Schluss, dass sein Mutterkörper drei- bis viermal so viel Aluminium-26 gehabt haben muss wie der Mutterkörper vergleichbarer Meteoriten.

Sofern die Schätzungen zum Alter oder Aluminium für den einen oder anderen Meteoriten nicht schlecht ausfallen, bedeutet dies, dass die Wolke, aus der wir entstanden sind, viel weniger gut gemischt war, als viele angenommen haben.

Das bedeutet auch, dass diese Protoplaneten beim Zusammenwachsen nicht Material aus genügend unterschiedlichen Gebieten gesammelt haben, um diese Unterschiede auszugleichen. Das erschwert Versuche, die Planetenentstehung zu modellieren, erheblich, könnte aber auch einige Anomalien erklären.

Stücke von Erg Chech 002 standen bei eBay zu sehr niedrigen Preisen zum Verkauf, aber jetzt, da ihr Wert nachgewiesen wurde, könnten sie ziemlich schnell steigen.

Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht.