Im inneren Sonnensystem entstanden vier Gesteinsplaneten: Merkur, Venus, Erde und Mars. Sie bestehen überwiegend aus Silikaten und Metallen, weil nahe der jungen Sonne nur hitzebeständige Materialien kondensieren konnten. Flüchtige Stoffe verdampften unter den extremen Temperaturen, während der Sternwind die Umgebung an Gas verarmte und so die Zusammensetzung prägte. Doch warum diese vier Welten trotz ähnlicher Ursprünge so unterschiedlich wurden, rückt jetzt ein zuvor unterschätztes Detail in den Fokus.
Die späte Akkretion als Schlüsselfaktor
Eine neue Studie betont, dass das letzte, scheinbar kleine Prozent ihrer Masse entscheidend war: die sogenannte späte Akkretion. Nachdem die Planeten 60 bis 100 Millionen Jahre lang rund 99 Prozent zusammengetragen hatten, folgten vereinzelte, aber wirkungsvolle Kollisionen mit kleineren Körpern. Diese seltenen Einschläge beeinflussten Schmelzen, Krustenbildung und Atmosphären – und damit langfristig das Schicksal der Planeten. Der geringe Massenbeitrag stand in starkem Kontrast zur großen geologischen Hebelwirkung dieser letzten Phase.
Kollisionsmuster und planetare Divergenz
Numerische Simulationen zeigen, dass nicht jede Welt das gleiche späte Programm durchlief. Merkur könnte seinen übergroßen Eisenkern einem gewaltigen, eisenreichen Einschlag verdanken, der Mantelmaterial abtrug. Auf der Venus dürften mehrere energiereiche Treffer langanhaltende innere Aufheizung und intensiven Vulkanismus ausgelöst haben, was zur heute beobachteten Aktivität passt. Mars’ markante Dichotomie – das tiefe Nordtief und die hochländische Südhemisphäre – lässt sich plausibel mit einem späten, massiven Einschlag erklären. Auf der Erde könnten moderatere, aber wiederholte Impakte zeitweise Plattentektonik angestoßen und den großen geologisch-atmosphärischen Kreislauf in Gang gesetzt haben, der Wasser, Klima und letztlich Leben begünstigte.
Atmosphären, Wasser und Habitabilität
Besonders sensibel reagierten junge Atmosphären auf letzte Einschläge. Je nach Timing, Größe und Chemie eines Körpers konnten Impakte eine dünne Gashülle vollständig abtragen – oder sie mit flüchtigen Elementen wie Wasser und Kohlendioxid anreichern. Dadurch veränderten sich Oberflächendruck, Temperatur und chemische Gleichgewichte, die für langfristige Stabilität zentral sind. Habitabilität war somit kein lineares Ergebnis früher Wachstumsphasen, sondern hing maßgeblich von späten, diskreten Ereignissen ab.
- Timing der Einschläge: frühe Impakte erwärmen, späte Impakte können entgasen.
- Energie und Größe: große Treffer verflüchtigen Atmosphären, moderate liefern Volatile.
- Zusammensetzung der Impaktoren: wasser- oder kohlenstoffreiche Körper spenden Bausteine.
- Frequenz der Ereignisse: Sequenzen formen anhaltende Wärmeflüsse und Tektonik.
„In der letzten Phase entscheidet sich, ob ein Planet erstickt, verkrustet – oder zu einer langfristig bewohnbaren Welt wird.“
Methoden, Modelle und offene Fragen
Die neuen Ergebnisse stützen sich auf hochauflösende Simulationen, die Materialtransport, Thermodynamik und Stoßphysik koppeln. Sie verbinden geochemische Signaturen – etwa Isotopenverhältnisse – mit dynamischen Szenarien spät erfolgter Impakte. Wichtig bleibt die bessere Kalibrierung von Einschlagsraten und Größenverteilungen im inneren Sonnensystem, wozu Missionen wie BepiColombo, VERITAS oder Mars-Orbiter beitragen. Jede neue Messung von Krustenalter, Vulkanismus oder Atmosphärenverlust schärft die Tests für diese Hypothesen.
Blick über das Sonnensystem hinaus
Für Exoplanetenforschung ist das ein Paradigmenwechsel. Statt nur Sternabstand und Größe zu gewichten, rückt die späte Akkretion als Habitabilitätsfilter in den Vordergrund. Systeme mit massereichen Trümmergürteln oder anhaltender Bombardierung könnten trotz optimaler Zone unbewohnbar bleiben – oder dank Volatilen zur Oase werden. Künftige Teleskope, Spektren und Dynamikmodelle sollten daher nicht nur „wo“ ein Planet liegt, sondern „wie“ sein letztes Prozent entstanden ist, gemeinsam betrachten.
