Entgegen der gängigen Annahme einer gemeinsamen Entstehungsgeschichte weisen Erde und Mars laut einer im Oktober 2026 veröffentlichten Studie in Nature Astronomy grundlegend unterschiedliche Entstehungswege auf. Während die Erde überwiegend durch die Ansammlung kleiner Partikel wuchs, verdankt der Mars den größten Teil seiner Masse dem Zusammenstoß mit größeren Gesteinskörpern.
Die Entstehung zweier benachbarter Welten im selben System wirft in der Planetenforschung neue Fragen auf. Bis vor Kurzem lag die Vermutung nahe, dass Planeten, die nebeneinander um denselben jungen Stern kreisen, eine vergleichbare Historie durchlaufen. Computermodelle und chemische Analysen der Planetenmäntel zeichnen nun jedoch ein anderes Bild.
Haiyang Wang und Anders Johansen modellieren die planetare Geburt
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Haiyang Wang und Anders Johansen vom Globe Institute an der Universität Kopenhagen rekonstruierte die Wachstumsphasen der beiden inneren Planeten. An der Untersuchung waren zudem Wissenschaftler der ETH Zürich und des Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona beteiligt.
Für ihre Analysen nutzten die Forscher eine statistische Bayes-Analyse. Sie glichen die Häufigkeiten flüchtiger Elemente wie Natrium, Kalium und Zink in den silikatischen Mänteln von Erde und Mars mit verschiedenen theoretischen Modellen ab. Als Referenz für die größeren Gesteinskörper dienten Meteoriten-Mutterkörper, die dem Asteroiden Vesta ähneln.
Professor Anders Johansen sagte: „Das überraschendste Ergebnis war, dass Erde und Mars offenbar auf unterschiedliche Weise entstanden sind. Man hätte erwarten können, dass zwei Planeten, die nebeneinander im selben Sonnensystem entstanden, eine ähnlichere Entstehungsgeschichte teilen.
Wie die Erde vor mindestens 75 Prozent aus Pebbles entstand
Die Berechnungen für die Erde zeigen eine klare Dominanz der sogenannten Pebble-Akkretion. Demnach stammt mindestens 75 Prozent des Materials für die silikatische Erde aus zwei wachsenden Protoplaneten, die primär millimeter- bis zentimetergroße Partikel aus der Staub- und Gasscheibe aufsammelten.
Bis zu 25 Prozent der Erdmasse lassen sich demgegenüber auf Vesta-ähnliche Planetesimale zurückführen. Dieses erdprägende Szenario deckt sich laut den Modellierungen mit den Schätzungen über Theia – jenem Körper, dessen Einschlag in die junge Erde die Entstehung des Mondes auslöste.
Mars baut auf die Kollision mit großen Gesteinskörpern
Beim Mars fällt die Gewichtung der beiden Mechanismen umgekehrt aus. Die Auswertung der Forscher weist 27 ± 5 Prozent Material aus Pebble-Akkretion und 73 ± 5 Prozent Vesta-ähnliche Planetesimale aus.
Größere Gesteinskörper prägten demnach die Entwicklung des Roten Planeten deutlich stärker als die der Erde. Als Grund für diesen Unterschied vermuten die Autoren, dass massivere Planeten in der Nachbarschaft die Umlaufbahn des Mars mit ihrer Schwerkraft störten und dadurch das Einsammeln kleinerer Partikel bremsten.
Bedeutung für flüchtige Elemente und lebenswichtige Substanzen
Die unterschiedlichen Akkretionswege erklären, wie felsige Welten mit flüchtigen Stoffen ausgestattet werden. Wenn junge Protoplaneten winzige Partikel anziehen, hüllen sie sich in eine dichte Gaseinheit ein. Die dadurch entstehende Hitze treibt Elemente wie Zink oder Kalium als Dampf aus, der zu großen Teilen in die umgebende Scheibe entweicht.
Dieser thermische Verlustprozess beeinflusst, welche Mengen an Wasser und anderen Substanzen ein Himmelskörper letztlich behält. Professor Anders Johansen betonte im Hinblick auf die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten: „Wenn wir verstehen, wie Planeten während ihrer Entstehung flüchtige Elemente verlieren, können wir auch besser vorhersagen, wie viel Wasser und andere für Leben wichtige Stoffe sie letztlich behalten“.”
