Ein Meteorit, der vor mehr als 200 Jahren auf der Erde einschlug, könnte unser Verständnis von der Entstehung des Mars grundlegend verändern.
Das meiste, was wir über das Innere des Roten Planeten wissen, stammt von drei Weltraumfelsen, die auf unserem Planeten gelandet sind, nachdem sie durch Einschläge vom Mars gesprengt wurden.
Dazu gehören der Chassingy-Meteorit, der 1815 im Nordosten Frankreichs niederging, und zwei weitere, die als Shergotty und Nakhla bekannt sind.
Eine neue Analyse von Chassingy deutet darauf hin, dass die innere chemische Zusammensetzung des Mars größtenteils von Meteoritenkollisionen herrührt und nicht, wie bisher angenommen, von einer riesigen Gaswolke namens Sonnennebel.
Es widerspricht den aktuellen Überlegungen darüber, wie Gesteinsplaneten wie die Erde und der Mars bei ihrer Bildung flüchtige Elemente wie Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Edelgase aufnehmen.
Mars ist von besonderem Interesse, weil er sich relativ schnell gebildet hat – er verfestigte sich in etwa 4 Millionen Jahren nach der Geburt des Sonnensystems, während die Erde 50 bis 100 Millionen Jahre brauchte, um sich zu bilden.
Entdeckung: Eine neue Analyse des Chassingy-Meteoriten (im Bild) legt nahe, dass die innere chemische Zusammensetzung des Mars größtenteils von Meteoritenkollisionen herrührt und nicht von einer riesigen Gaswolke, die als Sonnennebel bezeichnet wird, wie zuvor angenommen
Wissenschaftler hatten angenommen, dass die neu entstehenden Welten diese flüchtigen Stoffe zuerst aus dem Nebel um einen jungen Stern sammelten, bevor sich die Elemente zunächst in einem Magmaozean auflösten und dann wieder in die Atmosphäre entgasten, während der Planet noch eine Kugel aus geschmolzenem Gestein ist.
Die Theorie geht davon aus, dass chondritische Meteoriten, die später auf den jungen Planeten einschlagen, flüchtigere Materialien liefern.
Es wurde angenommen, dass die flüchtigen Elemente im Inneren des Planeten die Zusammensetzung des Sonnennebels oder eine Mischung aus solaren und meteoritischen flüchtigen Stoffen widerspiegeln sollten, während die flüchtigen Stoffe in der Atmosphäre hauptsächlich von Meteoriten stammen würden.
Dies wurde durch frühere Forschungen zu Chassingy unterstützt, die Isotope von Xenon untersuchten, einem chemisch inerten Gas, das Millionen von Jahren unverändert überleben kann.
Die Isotopenverhältnisse des Meteoriten schienen mit denen der Marsatmosphäre und des Sonnennebels übereinzustimmen, was zu der Annahme führte, dass es sich um einen solchen handelt flüchtige Elemente wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff stammten aus dem Sonnennebel und weitere Elemente später aus Meteoriten.
Die neue Studie von Forschern der University of California, Davis bestreitet dies jedoch.
Sie analysierten eine Probe aus Chassigny, untersuchten diesmal jedoch Isotope von Krypton – einem anderen Inertgas, das genauere Messungen ermöglicht.
“Bei Xenon-Isotopen ist es schwierig, die genaue Quelle flüchtiger Stoffe zu bestimmen, aber das ist bei Krypton nicht der Fall”, sagte eine der Autorinnen der Studie, Sandrine Péron, gegenüber dem New Scientist.
“Mit Krypton kann man den Unterschied zwischen potenziellen Quellen wie Sonnenstrahlen oder Meteoriten besser erkennen … aber Kryptonisotope sind schwieriger zu messen als Xenonisotope, deshalb war dies bisher nicht der Fall.”
Die Forscher fanden heraus, dass die Isotope eher von Meteoriten als vom Sonnennebel stammten.
Das bedeutet, dass Meteoriten viel früher als bisher angenommen flüchtige Elemente auf den sich bildenden Planeten lieferten und in Gegenwart des Nebels konventionelles Denken umkehrten.
Mars ist von besonderem Interesse, weil er sich relativ schnell gebildet hat – er verfestigte sich in etwa 4 Millionen Jahren nach der Geburt des Sonnensystems, während die Erde 50 bis 100 Millionen Jahre brauchte, um sich zu bilden
“Die innere Zusammensetzung des Mars für Krypton ist fast rein chondritisch, aber die Atmosphäre ist solar”, sagte Péron. “Es ist sehr deutlich.”
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Marsatmosphäre nicht allein durch Ausgasung des Mantels gebildet haben kann, da dies ihr eine chondritische Zusammensetzung verliehen hätte.
Der Planet muss Atmosphäre aus dem Sonnennebel erhalten haben, nachdem der Magmaozean abgekühlt war, um eine erhebliche Vermischung zwischen inneren chondritischen Gasen und atmosphärischen Sonnengasen zu verhindern.
Die neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Wachstum des Mars abgeschlossen war, bevor der Sonnennebel durch Sonnenstrahlung zerstreut wurde.
Aber die Bestrahlung hätte auch die Nebelatmosphäre auf dem Mars wegblasen müssen, was darauf hindeutet, dass atmosphärisches Krypton irgendwie erhalten geblieben sein muss, möglicherweise im Untergrund oder in polaren Eiskappen eingeschlossen.
“Allerdings müsste der Mars unmittelbar nach seiner Akkretion kalt gewesen sein”, sagte Mukhopadhyay.
“Während unsere Studie eindeutig auf die chondritischen Gase im Marsinneren hinweist, wirft sie auch einige interessante Fragen über den Ursprung und die Zusammensetzung der frühen Marsatmosphäre auf.”
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.