© NASAKohlenstoff gilt als die wichtigste Voraussetzung organischen Daseins auf der Erde. Bis dato gibt es aber keine Antwort auf die Frage, wann und wie dieser auf die Erde gelangt war. Texanische Forscher haben nun eine neue Theorie dazu entwickelt.
Eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf unserem Planeten, der Kohlenstoff, stellt einen der wesentlichsten Bestandteile organischer Materie dar und ist damit eine Grundvoraussetzung für die Existenz aller Lebensformen.
Die endliche Ressource findet sich in allen Lebewesen wieder, wo sie organische Verbindungen wie Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren und andere Bausteine bildet, die das Leben physisch aufrechterhalten.
Angesichts der mutmaßlich hohen Temperaturen auf der Erde vor 4,5 Milliarden Jahren, als der Planet dem überwiegenden geowissenschaftlichen Konsens zufolge noch jung war, vermuten die Erdwissenschaftler der Rice University, dass vorhandene Kohlenstoff-Ressourcen entweder "weggekocht" oder in den Kern des Planeten "eingesperrt" worden wären.
Die Forscher der renommierten akademischen Institution in Texas haben nun eine Studie veröffentlicht, die eine Reihe von Anhaltspunkten benennt, die darauf hindeuten, dass es irgendwann in diesem Zeitraum auch einen Nachbarplaneten gegeben haben könnte, der reich an Kohlenstoff gewesen wäre. Zwischen diesem und der Erde soll es in weiterer Folge zu einer Kollision gekommen sein. Bei dieser sei der Planet selbst vernichtet worden, das chemische Element des Kohlenstoffs selbst sei dabei jedoch auf die Erde übergegangen und hätte sich dort abgelagert.
© Rajdeep Dasgupta, Rice University
"Eine beliebte Idee war in diesem Zusammenhang, dass flüchtige Elemente wie Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff und Wasserstoff dem stofflichen Gefüge des Planeten erst hinzugefügt wurden, nachdem sich der Erdkern bereits gebildet hatte", erklärt Li.
"Jedes dieser Elemente, die mittels Meteoriten und Kometen mehr als 100 Millionen Jahre nach der Bildung des Sonnensystems auf die Erde fielen, hätte auf diese Weise die intensive Hitze des Ozeans aus Magma, der die Erde bis dahin bedeckt hatte, vermieden."
Das Problem an dieser Idee sei jedoch, so der Wissenschaftler, dass diese zwar die Fülle der Vorkommen vieler dieser Elemente erkläre. Es gäbe aber keine bekannten Meteoriten, die in der Lage gewesen wären, jenes Verhältnis zwischen den flüchtigen Elementen im Silikat-Teil unseres Planeten zu produzieren, von dem die Wissenschaft in ihren Arbeitshypothesen ausgeht.
Durch Laborexperimente, in denen die Reaktionen unterhalb der Erdkruste analysiert wurden, fand die Gruppe heraus, dass Kohlenstoff eher von einem sekundären "planetarischen Embryo"herrühren könnte und nicht schon anfänglich auf der Erde vorhanden gewesen sein muss.
"Ein Szenario, das das Kohlenstoff-Schwefel-Verhältnis und die große Menge an Kohlenstoff erklären würde, ist, dass ein embryonaler Planet ähnlich dem Merkur, der bereits einen Silizium-reichen Kern gebildet hatte, mit der Erde kollidierte und mit ihr verschmolz", sagte Dasgupta.
"Weil es sich um massive Körper handelt, könnte die Dynamik in einer Weise funktionieren, dass der Kern dieses Planeten direkt zum Kern unseres Planeten ging und sich sein eigener, kohlenstoffreicher Mantel mit dem Erdmantel mischte."
Die Kollision bleibt vorerst nur eine Theorie, aber die Gruppe sagt, sie plane weiter zu forschen, um die Bedingungen mit anderen gängigen Theorien und Erkenntnissen "in Einklang [zu] bringen".
Die vollständige Studie, unterstützt von der NASA und der National Science Foundation, finden Sie in der Wissenschaftszeitschrift Nature.
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