Heidelberg. Vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren könnten Sonnenwindpartikel unserer Ursonne im Erdkern eingeschlossen worden sein. Das vermuten Forscher vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg nach der Analyse eines Eisenmeteoriten, in dem sie eine für Sonnenwinde typische Mischung aus Edelgasen nachgewiesen haben. Eisenmeteoriten gelten als Modellobjekte für den ebenfalls metallischen Erdkern. Die Wissenschaftler stellen ihre Ergebnisse im Fachmagazin „Communications Earth and Environment“ vor.

Der vor knapp hundert Jahren in Colorado gefundene Eisenmeteorit Washington County gleiche einer sechs Zentimeter dicken, diskusartigen Metallscheibe, erläutert Mario Trieloff, Leiter der Heidelberger Forschungsgruppe. Er wiege rund 5,7 Kilogramm. Diese Art von kosmischen Gesteinsklumpen wird besonders selten auf der Erde entdeckt.

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Meteorit enthält für Sonnenwind typische Edelgase

Hochpräzise Gasanalysen zeigten, dass der Meteorit Edelgase enthalte, deren Isotopenverhältnisse von Helium und Neon für Sonnenwind typisch seien – einen Strom geladener Teilchen, den unser Stern seit seiner Entstehung in alle Richtungen abstrahlt. Wie aber kamen diese Sonnenwindpartikel in das Innere von Washington County? Es handle sich bei Eisen­meteo­riten in den meisten Fällen um Fragmente aus dem Inneren von größeren Asteroiden, die sich durch Kollisionen im Asteroidengürtel abspalten, erklärt Manfred Vogt, Mitglied der Forschungsgruppe. Vermutlich gelangten die Sonnen­wind­partikel samt der Edelgase im frühen Sonnensystem in das Ausgangsmaterial des Mutterasteroiden. Im durch radioaktiven Zerfall aufgeheizten Urasteroiden wanderten die Sonnenpartikel dann in den Kern, erklären die Forscher den Prozess, der in ähnlicher Weise auch bei der Bildung unseres Planeten abgelaufen sein könnte.

Gestützt wird diese Vermutung durch frühere Beobachtungen der Forscher: Sie hatten entsprechende Edelgasisotope auch im magmatischen Gestein ozeanischer Inseln wie Réunion gemessen. Diese verdanken ihre Entstehung sogenannten Mantelplumes, die aus zur Erdoberfläche strömendem heißen Gesteinsmaterial aus dem tiefen Erdmantel bestehen. Sie bieten sonst unerreichbare Einblicke ins heiße Innere unseres Blauen Planeten.

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Wie Messungen zeigten, enthalten die Mantelplumes einen hohen Anteil solarer Gase – im Gestein aus dem seichten Erdmantel finden sie sich hingegen nicht. „Es war uns immer ein Rätsel, wie solche unterschiedlichen Gassignaturen in einem sich langsam, aber stetig umwälzenden und durchmischenden Erdmantel überhaupt Bestand haben können“, erläutert Manfred Vogt. Gerade einmal ein bis 2 Prozent eines Metalls mit ähnlicher Zusammensetzung wie bei dem von Washington County würden laut den Wissenschaftlern ausreichen, um die unterschiedlichen Spuren zu erklären.

RND/dpa