Erde entstand fast komplett aus innerem Sonnensystem: Forschung stellt äußeres Sonnensystem als Quelle infrage

Seit Jahrzehnten fragen sich Planetenforscher, woher das Material stammt, aus dem sich die Erde gebildet hat. Lange wurde vermutet, dass ein erheblicher Anteil – zwischen sechs und 40 Prozent – aus den äußeren Regionen des Sonnensystems kommt. Diese Vorstellung hing eng damit zusammen, wie sich lebenswichtige Stoffe wie Wasser gebildet haben könnten.

Doch genau diese Annahme gerät nun ins Wanken. Eine aktuelle Untersuchung von Forschenden der ETH Zürich deutet darauf hin, dass ein solcher Austausch womöglich kaum stattgefunden hat.

Überraschung bei chemischen Elementen

Die Wissenschaftler Paolo Sossi und Dan Bower haben bestehende Daten zu Isotopenverhältnissen neu ausgewertet. Dabei analysierten sie Meteoriten aus unterschiedlichen Regionen des Sonnensystems und verglichen deren chemische Zusammensetzung mit jener der Erde.

„Unsere Berechnungen machen es deutlich: Das Baumaterial der Erde stammt aus einem einheitlichen Materialreservoir“, sagt Sossi, und zwar fast vollständig aus dem inneren Sonnensystem. Der Anteil aus weiter entfernten Regionen liegt bei unter zwei Prozent, möglicherweise sogar bei null.

Statt sich auf wenige Isotopensysteme zu beschränken, trugen die Forschenden Daten aus zehn verschiedenen Systemen zusammen. „Unsere Studie ist eigentlich ein datenwissenschaftliches Experiment“, erklärt Sossi. „Wir haben statistische Berechnungen vorgenommen, die in der Geochemie kaum je verwendet werden, obwohl sie ein mächtiges Instrument sind.“

Neueinordnung der Meteoriten

Schon länger nutzen Wissenschaftler Isotopenanalysen, um Meteoriten bestimmten Regionen des Sonnensystems zuzuordnen. Früher konzentrierte man sich dabei vor allem auf Sauerstoff-Isotope. Erst in der jüngeren Vergangenheit wurde erkannt, dass auch Elemente wie Chrom oder Titan entsprechende Aussagen über die Herkunft erlauben.

Dadurch konnten Meteoriten in zwei grundlegende Gruppen eingeteilt werden: solche aus dem inneren Sonnensystem und solche aus den äußeren Bereichen, die mehr Wasser und Kohlenstoff enthalten.

Die neue Studie zeigt nun eindeutig, dass die Erde ausschließlich aus Material des inneren Systems besteht. Ein bedeutender Austausch zwischen beiden Reservoiren lässt sich nicht nachweisen.

Jupiter als kosmische Barriere

Ein möglicher Grund für diese klare Trennung könnte der Planet Jupiter sein. Forschende vermuten, dass sein rasches Wachstum das junge Sonnensystem früh in zwei Zonen aufteilte. Durch seine enorme Gravitation entstand eine Art Barriere in der protoplanetaren Scheibe. – Junge Sterne sind von einer protoplanetaren Scheibe umgeben, einer rotierenden Ansammlung aus Gas und Staub, aus dessen Materie sich später die Planeten bilden.

Dadurch, dass Jupiter immer mehr Material ansammelte, entstand eine Lücke in der protoplanetaren Scheibe, die verhindert haben könnte, dass Material aus dem äußeren Sonnensystem in das innere gelangte. Die neue Untersuchung stützt diese Annahme. „Unsere Berechnungen sind sehr robust und stützen sich nur auf die Daten selbst, nicht auf physikalische Annahmen, da diese noch nicht vollständig verstanden sind“, erklärt Bower.

Verwandtschaft mit Mars und Merkur

Interessant ist auch die chemische Nähe der Erde zu anderen Himmelskörpern. Den Ergebnissen zufolge liegt sie auf einer Linie mit dem Mars und dem Asteroiden Vesta.

Auch für Venus und Merkur vermuten die Forscher eine ähnliche Zusammensetzung. Direkte Belege fehlen jedoch bisher, weil von diesen Planeten keine Gesteinsproben zur Verfügung stehen. „Und aufgrund unserer Analyse können wir theoretisch auch die Zusammensetzung dieser beiden Planeten vorhersagen“, sagt Paolo Sossi.

Neue Fragen zur Entstehung der Erde

Die in Nature Astronomy veröffentlichte Studie wirft auch neue Fragen auf. Wenn die Erde ihr Material ausschließlich aus dem inneren Sonnensystem bezog, wie sind dann große Mengen Wasser auf den Planeten gelangt? Bisher galt gerade der Transport aus äußeren Regionen als entscheidend für die Entstehung der Ozeane. Die müssen Forschende nun anders erklären.

Die Herkunft der Erde ist damit keineswegs geklärt. Vielmehr dürfte die neue Studie weitere Diskussionen und Forschungsprojekte anstoßen. Als Nächstes soll zum Beispiel geklärt werden, ob solche Vorgänge auch in anderen Planetensystemen so ablaufen.

„Bis dahin werden Dan und ich aber noch viele hitzige Debatten über die Materialzusammensetzung der Erde und ihrer Nachbarplaneten führen müssen“, sagt Sossi. Denn die wissenschaftliche Auseinandersetzung über die Baustoffe, aus der die Erde besteht, sei trotz der neuen Ergebnisse noch lange nicht zu Ende.

Quellenhinweis:

Sossi, P. A., & Bower, D. J. (2026): Homogeneous accretion of the Earth in the inner Solar System. Nature Astronomy.