Auf der Erde regnete es einst Eisen

7. März 2015, 17:40
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Experimente an der "Z-Maschine" in New Mexico verhelfen Forschern zu einem Blick in die früheste Epoche unseres Planeten

Albuquerque - Der Saturnmond Titan wird gerne als der Himmelskörper im Sonnensystem bezeichnet, der der Erde am ähnlichsten sei. Der Grund: Innerhalb seiner dichten Atmosphäre findet ein Flüssigkeitskreislauf statt, der von Wolken über Regen bis zur Bildung von Flüssen und Seen reicht - analog zu unserem Heimatplaneten.

Der große Unterschied jedoch: Auf dem Titan zirkuliert kein Wasser, hier sind es flüssige Kohlenwasserstoffe wie etwa Methan. Allerdings hat auch auf der Erde selbst, deren Atmosphäre sich mehrfach grundlegend gewandelt hat, das "Wetter" einst erheblich anders ausgesehen als heute. So dürfte es auch eine Phase gegeben haben, in der es flüssiges Eisen regnete, berichten US-Forscher in "Nature Geoscience".

Experimente bei 50.000 km/h

Zu diesem Schluss kommt das Team von Richard Kraus vom Lawrence Livermore National Laboratory, nachdem es Experimente an der spektakulär "Z-Maschine" genannten Versuchsanlage der Sandia National Laboratories in New Mexico durchgeführt hatte. Dort können extreme Druck- und Temperaturverhältnisse erzeugt werden - in diesem Fall ging es um eine Simulation der Bedingungen auf der urzeitlichen Erde.

Als sich die Erde bildete, dürfte sie von zahlreichen eisenhältigen Objekten aus dem jungen Sonnensystem getroffen worden sein. Bislang dachte man, dass der größte Teil dieses Eisens in den Erdkern sank und nur einige größere Brocken nahe der Oberfläche verblieben: Der Ursprung von Erzlagerstätten, aus denen wir heute nicht nur Eisen abbauen können, sondern auch Metalle, die sich häufig damit verbinden - etwa Gold oder Platin.

Und dann regnete es

Grundlage dieses Szenarios ist die Annahme, dass die eisenhaltigen Objekte in fester Form auf die Erde krachten. Das muss aber keineswegs immer der Fall gewesen sein, wie Kraus nach den Experimenten an der Z-Maschine glaubt. Die Forscher führten dort Hochgeschwindigkeitskollisionen von Eisenproben und Aluminiumplatten durch - mit einem Tempo von 50.000 bis 60.000 km/h.

Es zeigte sich, dass es eines deutlich geringeren Drucks als bisher gedacht bedarf, um Eisen zu verdampfen - etwa um 40 Prozent weniger. Daraus schließen die Forscher, dass Eisen keineswegs nur in Brockenform die frühe Erde bereichert hat. Viele einschlagende Meteoriten dürften verdampft sein und eine Wolke aus kochendem Eisen erzeugt haben. Das fiel später als eiserner Regen auf die Erde, der anschließend im Erdmantel versickerte. (red, derStandard.at, 7.3. 2015)

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