Geochronologie. Alter des Mondes exakt bestimmt.
V
or 4,572 Milliarden Jahren - plus minus zehn Millionen - raste ein marsgroßer Himmelskörper in die Erde hinein und schlug zehn Prozent aus ihr heraus. Aus diesem gewalttätigen Beginn entstand der Mond, der uns seitdem treu begleitet und unser Leben ermöglicht: Er stabilisiert die Erdachse, sorgt damit dafür, dass unser Planet nicht so vor sich in torkelt wie andere, auf denen sich die Klimazonen rasant verschieben. Vielleicht hat er das Leben auch mit gewaltigen Gezeiten befördert, mit denen er Land überflutete und trockenlegte und damit - über den wechselnden Salzgehalt der Binnengewässer - die Nukleinsäuren RNA und DNA immer wieder zusammen und auseinander brachte (Icarus, 168, S. 18).
Das ist eine Hypothese, auch die von der Entstehung des Mondes durch einen in die Erde rasenden Himmelskörper ("giant impact") ist eine. Es gibt noch zwei: Eine vermutet, der Mond sei gleichzeitig mit der Erde, aber unabhängig von ihr entstanden, aus demselben kosmischen Staub. Aber die Chemie passt nicht: Zwar sind auf dem Mond viele Elemente so verteilt wie auf der Erde, aber nicht alle, vor allem beim Eisen gibt es Unterschiede, der Mond hat weniger. Er kann nicht aus demselben Material entstanden sein, er kann auch nicht aus der ganzen Erde entstanden sein - aber aus ihrer Kruste: Bald nach der Entstehung der Erde wanderte viel Eisen in den Kern.
Außen blieb so wenig wie auf dem Mond, eine zweite Hypothese passt dazu, Darwins Sohn George, ein Physiker, hat sie ersonnen: Am Anfang sei die Erde so rasch rotiert, dass sie Teile abgespalten habe. Aber diesmal passt die Physik nicht: Die Erde hätte viel zu rasch rotieren müssen, sich nicht auf die heutige Geschwindigkeit einbremsen können. Das spricht für den "giant impact" durch einen Himmelskörper, den man "Theia" nannte, nach der Mutter der Mondgöttin Selene. Seit den 80er Jahren spielt man das in Computersimulationen durch: Theia kann nicht geradwegs in die Erde hineingefahren sein, sie muss sie in einem flachen Winkel touchiert haben. Auch diese Hypothese hat Probleme - andere Elemente sind nicht "richtig" verteilt -, aber sie bekommt nun Bestätigung, durch die erste exakte Bestimmung des Alters des Mondes.
Das bestimmte man aus Mondgestein, das die Apollo-Missionen mitbrachten, aber bisher ging es nur grob: Zwischen 4,56 und 4,29 Milliarden Jahre sei er alt. Nun hat eine deutsche Gruppe eine exaktere Uhr gefunden, das Wolfram-Isotop 182W (Science, 25. 11.). Das entsteht teilweise beim Zerfall des Hafnium-Isotops 182Hf. Das ist - in geologischen Zeiträumen - kurzlebig, nach 60 Millionen Jahren ist es komplett weg. Bei der Entstehung des Sonnensystems war es da, das weiß man, man kennt auch den Zeitpunkt der Entstehung. Nun muss man nur noch im Mondgestein messen, ob 182W gleichmäßig verteilt ist oder ob es mancherorts mehr gibt. Es gibt, und es kann nur von 182Hf kommen - der Mond ist maximal 60 Millionen Jahre jünger als das Sonnensystem. Die Forscher tippen auf 40 Millionen: "Er ist durch ein einzigartiges Ereignis entstanden, das stützt die Impact-Hypothese."