Sahara-Meteorit bezeugt einen verschollenen Protoplaneten von der Größe des Mondes

„Die Materialien, aus denen der Mutterkörper der Angrite entstand, unterscheiden sich grundlegend von den Zutaten, aus denen Erde und Mars bestehen“, sagt der Geowissenschaftler Aaron Bell von der University of Colorado Boulder. „Diese Meteoriten haben Beweise für einen völlig anderen Entwicklungsweg früher Planeten bewahrt.“ Der Satz, gefallen in einer Pressemitteilung zu einer neuen Studie, hat es in sich. Er klingt wie die Eröffnung eines kosmischen Kriminalroms: Ein unscheinbarer Brocken aus der Sahara zwingt uns, eine zerstörte Welt in unserem eigenen Sonnensystem neu zu denken - einen Protoplaneten, der so groß war wie der Mond und von dem wir bislang nichts ahnten.

Das Beweisstück trägt die kryptische Bezeichnung NWA 12774. Es handelt sich um einen Angrit, einen Meteoriten von äußerster Seltenheit: Unter mehr als 80.000 auf der Erde registrierten Meteoriten kennt die Wissenschaft gerade einmal 68 Vertreter dieser Klasse. Angrite sind uralt. Sie entstanden gemeinsam mit der jungen Sonne vor über 4,5 Milliarden Jahren und gehören zu den ältesten vulkanischen Gesteinen, die wir kennen. Gerade weil sie winzige Mengen radioaktiver Elemente enthalten, die wie natürliche Uhren funktionieren, gelten sie der NASA als besonders wertvolle Zeugen der Planetenentstehung. Doch ihre Chemie ist rätselhaft. Anders als die Gesteine von Erde oder Mars enthalten sie auffallend wenig Siliziumdioxid - den Stoff, aus dem Sand und die Krusten der meisten Gesteinswelten bestehen. Lange nahm man deshalb an, Angrite stammten von einem eher kleinen Asteroiden.

Das Team um Aaron Bell zerstörte diese Vorstellung mit einem präzisen Blick in das Innere von NWA 12774. Die Forscher entdeckten Kristalle des Minerals Klinopyroxen, die „außergewöhnlich reich“ an Aluminium waren - ein untrügliches Zeichen extremer Druckverhältnisse bei ihrer Entstehung. Durch eine Rekonstruktion der Mineralbildung gelang der Nachweis, dass Drücke von mindestens 17,5 Kilobar geherrscht haben müssen. Zum Vergleich: Das ist mehr als das Siebzehnfache des Drucks, der am tiefsten Punkt der Erde, im Marianengraben, herrscht. Solche Bedingungen sind im Inneren eines kleinen Asteroiden physikalisch unmöglich. Der Himmelskörper, von dem dieser Meteorit stammte, musste beträchtliche Ausmaße besessen haben.

Zusätzliche Hinweise auf eine flache Entstehungstiefe der Kristalle verschärften den Schluss. Die Kristalle wiesen noch scharfe Kanten und charakteristische chemische Muster auf, die bei einem langen Aufenthalt in einem heißen Planeteninneren längst ausgelöscht worden wären. Wenn also schon die oberflächennahen Schichten derart hohen Drücken ausgesetzt waren, muss der gesamte Körper wesentlich größer gewesen sein als gedacht. Die Studie, veröffentlicht im Fachjournal Earth and Planetary Science Letters, beziffert den Radius des verlorenen Protoplaneten auf mehr als 1.800 Kilometer. Damit war er dem Erdmond ebenbürtig und reichte in seiner Dimension vielleicht sogar an den Mars heran. „Es ist unglaublich, sich vorzustellen, dass es einmal eine so große Welt gab“, wird Bell zitiert. „Wir wissen nur von ihrer Existenz, weil zufällig ein paar Fragmente davon auf der Erde gelandet sind.“

Die Implikationen reichen tief in unser Bild von der Frühzeit des Sonnensystems. Die ersten Jahrmillionen nach der Zündung der Sonne waren geprägt von gewalttätigen Kollisionen. Unzählige sogenannte Planetesimale und Protoplaneten wetteiferten um Material, stießen zusammen und zerbarsten wieder - ein billardartiges Chaos, aus dem schließlich die heutigen Planeten hervorgingen. NWA 12774 ist ein stummer Zeuge dieses Tumults. Seine ungewöhnliche chemische Signatur legt nahe, dass manche dieser frühen Welten eine Zusammensetzung aufwiesen, die fundamental von den später dominierenden Bausteinen abwich. Sie waren nicht einfach kleinere Versionen der erdähnlichen Planeten, sondern etwas Eigenständiges - Relikte einer parallelen Entwicklungslinie im planetaren Baukasten.

Was geschah mit diesem kosmischen Verwandten? Die Forscher halten es für wahrscheinlich, dass der Protoplanet bei einer jener katastrophalen Kollisionen zertrümmert wurde, die das junge Sonnensystem immer wieder umformten. Seine Trümmer verteilten sich, wurden von anderen Körpern aufgesammelt und eingebaut - oder irren, wie NWA 12774, als einsame Zeitkapseln durch den interplanetaren Raum, bis sie irgendwann von der Schwerkraft der Erde eingefangen werden.

Dass ausgerechnet die Sahara zum Fundort wurde, ist kein Zufall. Wüstenregionen sind hervorragende Konservierungsorte für Meteoriten; die trockene Luft und die fehlende Vegetation verlangsamen ihre Verwitterung enorm. Systematische Suchkampagnen machen Nordwestafrika seit Jahrzehnten zu einer der ergiebigsten Fundgruben für außerirdisches Gestein. Die eigentliche Entdeckung von NWA 12774 im Jahr 2019 war daher Teil einer Routine, die immer wieder wissenschaftliche Schätze zutage fördert.

Die Geschichte dieses Meteoriten erinnert daran, wie fragmentarisch unser Wissen über den eigenen kosmischen Hinterhof noch immer ist. „Es gibt viele Meteoriten in Schubladen, die noch nicht gründlich untersucht worden sind“, sagt Bell. „Wahrscheinlich gab es noch mehr dieser Protoplaneten, von denen wir nichts wissen.“ Jede neue Analyse könnte ein weiteres Puzzleteil aus dem Dunkel des frühen Sonnensystems bergen. NWA 12774 zeigt, dass die entscheidenden Hinweise manchmal in einem einzigen, unscheinbaren Stein verborgen liegen - und dass die turbulenteste Epoche unserer kosmischen Nachbarschaft größere und fremdartigere Akteure hervorbrachte, als wir lange dachten.

Quellen:

• Europe’s Mars rover may land in the remains of a vast ancient water system (Astronomy Now)
• See a helicopter destined for Mars and a spectacular flowery frame for the Milky Way - May’s best science images (Nature - News)
• Webb unveils young stars across every stage of formation (ESA - Space News)
• Meteorite found in Sahara desert may be 1st evidence of lost solar system world (Space.com)
• Prescribed burns are lit in Australia’s Northern Territory to minimize the severity of fires later in the season (Phys.org)
• Measuring gravitational waves in a humming universe with a coordinate-free approach (Phys.org)

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