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Von Urnebel bis Umweltschutz - Kapitel 2

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Von Staubresten bis zu Wanderplatten

Wie sieht das gegenwärtige Weltbild aus?

Im ersten Kapitel wurde bereits festgestellt, daß wir bei der Geschichte unserer Erde, besonders ihrer Frühgeschichte, auf einige Indizien angewiesen sind, die mit vielen Vermutungen ausgeschmückt werden.

Die Suche nach den Ursprüngen unserer Erde ging von zwei ganz verschiedenen Arbeitsgebieten aus. Das eine war das Gebiet philosophisch-astronomischer Vorstellungen, das andere das der praktischen Beschäftigung mit den Gesteinen und Erzen.

Naturphilosophen haben neben Physikern die ersten Modelle für die Entstehung unseres Planetensystems entwickelt. Man nennt in diesem Zusammenhang Kant und Laplace. Die Vorstellung Immanuel Kants erschien 1755 mit dem Titel: "Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels". Tatsächlich war Kants Modell, wonach eine scheibenförmige Gas-und Staubwolke, welche die Ursonne umgab, die Wiege der Planeten sein sollte, so gut, daß sich alle ernstzunehmenden nachfolgenden Modelle in irgendeiner Weise daran anlehnen, darauf aufbauen oder ihr wenigstens ähneln. Man ist sich also seit Kant und Laplace weitgehend darüber einig, daß sich aus einem Urnebel, der die Sonne nach deren Entstehung noch umgab, schließlich die Planeten gebildet haben.
Nur über das Wie gibt es viele Meinungen.
Die Zahl der Hypothesen über die Entstehung der Materiewolke, in der die Planeten entstanden sein sollen, und der Hypothesen, wie aus der Wolke die Planeten wurden, ist so riesig, daß es wenig sinnvoll ist, weitere Hypothesen hinzuzufügen, wenn man dafür nicht sehr gute Argumente hat.
Die eine Gruppe von Annahmen über die Herkunft der Materiewolke setzt auf einen Fremdeinfluß, zum Beispiel den Vorbeiflug eines anderen Sterns, der aus der Sonne Materie herausriß. Solche Modelle haben den Nachteil, daß sie eben auf Zufälle angewiesen sind. Es wäre wenig wahrscheinlich, daß alle Planetensysteme nur durch einen Zufall entstanden sind.

Ohne einen Zufall kommt die andere Gruppe von Modellen aus, die die Materiewolke entweder als Überbleibsel von der Entstehung der Sonne ansieht oder aber als Material, das während der Entstehung der Sonne von dieser abgeschleudert wurde infolge des zu hohen Drehimpulses. Diese Richtung ist grundsätzlich vorzuziehen, weil sie sich als zwingende Abfolge von gesetzmäßigen Ereignissen ansehen läßt.

Die einzelnen Varianten und ihre Autoren im Einzelnen zu nennen wäre langwierig, unerfreulich und verwirrend. Wir wollen uns in diesen Wettstreit der Modelle auch nicht einmischen, sondern lieber hoffen, daß die Fortschritte in der astronomischen Beobachtungstechnik uns irgendwann genauere Informationen über andere Planetensysteme liefern werden.

Das andere Arbeitsgebiet, von dem Fragestellungen nach dem Ursprung und den Entwicklungsvorgängen unserer Erde ausgingen, war das der Geologen, die von der Praxis, vom Bergbau, von der Suche nach Erzen kam. Hier war man bemüht, effektiver neue Rohstoffe zu finden. Dabei war man mit einer Welt konfrontiert, die aus Oxiden und Silikaten bestand, durchsetzt mit einigen elementar vorliegenden edlen Metallen, wie Gold, Silber und Platin. Es war das Bild der Erdoberfläche bis zu einigen hundert Metern Tiefe, das die Vorstellungswelt der Geologen prägte und über das sie gut Bescheid wußten. Es verwundert deswegen nicht, daß vielfach sogar angenommen wurde, die Erde sei durchgehend so zusammengesetzt wie die Kruste, und die Dichteunterschiede bzw. das unterschiedliche seismische Verhalten (Verlauf von Erdbebenwellen) sei nur die Folge von Strukturstörungen oder von druckbedingten Phasenunterschieden, d.h. die Silikate und Oxide würden in größeren Tiefen dichtere Modifikationen bilden. Verschiedene dichtere Modifikationen gibt es auch tatsächlich. Ebenso schließt man von der Temperaturzunahme, wie sie bei den Tiefbohrungen beobachtet wird, auf immer weiter ansteigende Temperaturen. Nur, eine solche Extrapolation von der äußersten Schicht der Erde auf den gesamten Erdkörper ist sehr gewagt. Immerhin macht eine Tiefenbohrung von 12 km, die doch mit einem riesigen Aufwand an Material und Kosten verbunden ist, gerade einmal 0,19 % des Erdradius aus. Das ist etwa so, als wollte eine Stechmücke durch ihren Stich feststellen, wie das Innere des Menschen beschaffen ist. Was wäre ihr "Forschungsergebnis"? Sie würde messen, daß die Temperatur an der Oberfläche 32°C beträgt und in 1 mm Tiefe 37°C, also pro Millimeter um fünf Grad ansteigt. Im Inneren des Menschen, d.h. in etwa 20 cm Tiefe, sollte somit gemäß Extrapolation 200 mm mal 5°, die Temperatur um 1000°C ansteigen, zuzüglich der 32°C Oberflächentemperatur, somit sollten 1032°C im "Kern" des Menschen herrschen. Ferner würde die Mücke berichten, daß der Mensch mit einem wertvollen roten Öl gefüllt ist. Dabei ist die Mücke immerhin erfolgreicher als wir, denn sie hat mit ihrem Stich, ihrer Tiefenbohrung, 0,5 % des Menschen-Radius erreicht. Das entspräche für unsere Erderkundung einer Bohrtiefe von 32 km, an die bisher nicht zu denken ist.


Abb.1: Die Stechmücke erforscht den Menschen

Was wissen wir noch?
Ab dem 18. Jahrhundert kamen neben den Mineralen der Erde noch die Minerale aus dem All ins Spiel. Man erkannte, daß die Steine, die gelegentlich vom Himmel fielen, außerirdischen Ursprungs waren. Der wahrscheinlich Erste, der die Ansicht vertrat, daß die Meteoriten aus dem Weltall kämen, war wohl Edmund Halley. Den Beweis für ihren außerirdischen Ursprung lieferte dann ab 1794 der Physiker und Privatgelehrte E.F.F.Chladni mit seiner Schrift "Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlichen Eisenmassen, und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen". Doch wie so oft, nahm auch in diesem Fall die Fachwelt seine Argumente nicht ernst. Er wurde lächerlich gemacht.
Man kann sich diese Ablehnung heute schwer vorstellen. Aber für die Gelehrten des ausgehenden 18. Jahrhunderts, diese Zeit der nüchternen mechanistischen Aufklärung, sah es zu sehr nach Hexerei und Aberglauben aus, daß einfach Steine vom Himmel fallen sollten. Für die damaligen Astronomen war das Weltall klar abgegrenzt in einzelne Sterne und Planeten. In dieser Harmonie hatten vagabundierende Steine nichts zu suchen. Erst mehrere gut beobachtete Meteoritenschauer brachten ab 1803 den Durchbruch und für Chladni die Anerkennung. Dennoch bleiben Manche, so auch Goethe, weiterhin Gegner von Chladnis Auffassung. Allmählich wurde sie jedoch Allgemeingut, und damit war eine sehr wertvolle Brücke geschlagen zwischen der astronomischen und der geologischen Betrachtungsweise der Erde, die sehr viele Erkenntnisse brachte, aber schließlich auch mit leichtfertigen Hypothesen überfordert wurde.

Zunächst nun ein ganz kurzer Überblick, wie man sich den gegenwärtigen Aufbau der Erde, hauptsächlich auf der Grundlage von Interpretationen seismischer Messungen, vorstellt. Unter der Erdkruste, die beim Meeresboden wenige Kilometer dick ist und unter den Kontinenten bis zu 100 km dick sein kann, soll sich der ebenfalls silikatisch-oxidische Erdmantel bis zu einer Tiefe von 2900 km erstrecken. An ihn schließe sich der im Wesentlichen aus Eisen-Nickel bestehende Erdkern an, dem man neuerdings noch einige Prozente Phosphor, Schwefel usw. zugesteht. Der innere Kern soll metallisch-fest, der äußere flüssig sein.

Über die Entstehung der Erde und der anderen inneren Planeten ist gegenwärtig die beliebteste Vorstellung die, daß in der Materiewolke, welche die Sonne umgab, bei relativ niedrigen Temperaturen einige Verbindungen gewissermaßen als Stäube auskristallisierten. Die leicht flüchtigen Stoffe und Elemente sollten vom Sonnenwind fortgeblasen worden sein. Die zurückgebliebenen Kondensate, also festen Teilchen, ballten sich zu immer größeren Teilen zusammen bis zur Größe von Kleinplaneten, den sogenannten Planetesimals. Diese vereinigten sich schließlich zu den Planeten. Die Überreste dieses Prozesses, das unverbrauchte Baumaterial, sollten die Meteoriten sein. Aus ihrer Zusammensetzung will man sogar auf den Aufbau der Erde schließen können. Die Eisenmeteoriten sollten den Erdkern geliefert haben und die silikatischen Meteoriten den Erdmantel und die Kruste. Diese Annahme wendet man zumindest für die inneren Planeten von Merkur bis Mars an. Für die äußeren Planeten postuliert man den gleichen Vorgang, dem dann ein Einfangen von Gasen folgen sollte.
Mit welcher Kritiklosigkeit man diese Annahmen als Wahrheit ausgibt, zeigt beispielsweise folgender Text, den ich einem Artikel von Günter Paul in der "Frankfurter Allgemeinen Zeitung" vom 3. März 1999 entnahm, Er könnte für Tausende ähnlicher Texte stehen: "Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren haben sich die Planeten des Sonnensystems geformt. Die terrestrischen Planeten, zu denen außer der Erde auch der Merkur, die Venus und der Mars gehören, wuchsen damals durch die Einschläge vieler kilometergroßer Objekte. Ihr Inneres heizte sich auf, und ein großer Teil der schweren chemischen Elemente sank zum Kern. Als die Planeten anschließend erkalteten, wurden Gase freigesetzt, aus denen sich Atmosphären und zumindest auf der Erde auch die Ozeane bildeten. Wie die Oberfläche unseres Heimatplaneten in diesem frühen Stadium beschaffen war, läßt sich nur noch indirekt ermitteln. Sie ist nämlich im Laufe der Zeit durch Erosion und das Abtauchen ganzer Krustenplatten vollkommen verändert worden. Will man Aufschlüsse über die damaligen Verhältnisse haben, bietet sich der Mars, auf dem es keine Plattentektonik gibt und dessen Atmosphäre derzeit außerordentlich dünn ist, als natürliches "Laboratorium" an…."

Das scheint so weit ganz schön plausibel. Das Dumme ist nur, daß einige Elemente in der Erdkruste in einer so hohen Konzentration vorhanden sind, wie in keiner Gruppe der restlichen kleinen Himmelskörper, die ja die Meteoriten sind. Diese Elemente läßt man gern unter den Tisch fallen oder man hilft sich mit der Erklärung, ihre Ionen seien so groß, daß sie in kein Gitter der Silikatkristalle passen und deswegen bei den wiederholten Schmelz- und Kristallisationsprozessen der Erde herausgedrängt wurden. Man spricht von Diadochie (vgl. Kap. 15). Nur, es handelt sich dabei überwiegend um sehr schwere Elemente, nämlich um Barium, Thorium, Uran und einige weitere. Sie sind auch als Sulfate bzw. Oxide wesentlich schwerer als die Silikate der Erdkruste. Barium hat in Form des meist vorliegenden Bariumsulfat BaSO4 die Dichte 4,5 g/cm3 , Thoriumdioxid ThO2 hat die Dichte 9,7g/cm3 , Urandioxid UO2 die Dichte 10,9 g/cm3 . Dagegen hat das "zum Kern gewanderte schwere Element" Eisen nur die bescheidene Dichte 7,87 g/cm3 . Wären Barium, Thorium und Uran bei den wiederholten Aufschmelz- und Kristallisationsvorgängen außerhalb der Kristallgitter geblieben und hätten da noch große Tennungsprozesse stattgefunden, wären sie in jedem Fall nach unten gewandert und nicht nach oben in die Kruste, gleichgültig, ob sie vor oder nach den Silikaten erstarrt wären. Sie befinden sich aber gerade und fast ausschließlich im Bereich der granitischen Kruste, die selbst nur die mittlere Dichte von 2,8 g/cm3 hat. In den Basalten ist die Konzentration der betreffenden Elemente wesentlich geringer und in den aus größerer Tiefe stammenden Ultrabasischen Gesteinen sind sie nur noch minimal vorhanden. Wer hat diese Elemente, besonders Barium, Thorium und Uran so gründlich in die granitische Kruste transportiert? In einer überwiegend aus Oxiden bestehenden Erde gäbe es keinen Vorgang, der das vermöchte.

Ist es vielleicht einem großzügigen Zeitgeist geschuldet, der es erlaubt, einige Elemente, die nicht in das Modell passen, einfach zu unterschlagen? Ich muß da an einen pensionierten Postdirektor denken, bei dessen Familie ich während meines Studiums ein Zimmer bewohnte. Wir unterhielten uns einmal darüber, wie die abendliche Abrechnung in seinem Postamt abzulaufen pflegte. Das war in einer Zeit, als an Computer oder auch Taschenrechner nicht zu denken war. Er sagte, wenn am Schluß einige Pfennige fehlten, dann hat man die einfach aus eigener Tasche dazugelegt. Wenn aber einige Pfennige zu viel herauskamen, dann wußte man, daß man falsch gerechnet hatte, und man mußte alles nochmals durchrechnen. Solche Gewissenhaftigkeit scheint inzwischen auch vielen Wissenschaftlern verlorengegangen zu sein.
Um noch einmal auf den Vergleich mit dem zerbrochenen Mosaik zurückzukommen: Wenn ein Steinchen nicht gefunden wird, alles Vorhandene aber hervorragend paßt, ist die Rekonstruktion sehr wahrscheinlich gelungen. Wenn man aber etwas zusammengestellt hat, aber trotzdem Steinchen übrigbleiben, dann hat man garantiert etwas falsch gemacht.

Wir haben hier schon vorab das Vorhandensein der in der Kruste stark angereicherten sehr schweren Elemente erwähnt, da es sehr interessant ist und viel zu schade, um es einfach zu ignorieren. Wir kommen darauf noch mehrmals zurück.

Zu der Aussage, daß die Erdoberfläche "durch Erosion und das Abtauchen ganzer Krustenplatten vollkommen verändert worden" sei, muß auch noch etwas angemerkt werden. Wenn man Fläche und Masse der Kontinente, die man als Nordkontinente ansieht, nämlich Nordamerika und Eurasien, mit den restlichen, den Südkontinenten vergleicht, stellt man fest, daß sie sich kaum unterscheiden, d.h., sie sind noch nahezu gleich groß. Das bedeutet, daß diese erste Trennung der Urkontinente symmetrisch erfolgt ist, im Gegensatz zu allen nachfolgenden Trennungen, und daß die nachfolgenden Prozesse Masse und Größe der Kontinente nicht mehr so erheblich verändert haben können. Auf die Bedeutung dieser Tatsache wird in den Kapiteln 9 und 15 noch genauer eingegangen.

Es gibt immer wieder neue sorgfältige Arbeiten, die sich mit der Erdentstehung beschäftigen. Greifen wir noch eine heraus, die die Vielfalt der Spekulationen erkennen läßt.

In einer Meldung des "Institut für Isotopengeologie" in Zürich wird über die Arbeit von Professor Alex Halliday berichtet: "Nach wie vor unklar ist, warum sich die Erde anders als andere erdähnliche Planeten des Sonnensystems entwickelt hat und wann es zur Bildung des metallischen Kerns kam. Der Geologe Alex Halliday konnte nun nachweisen, daß der Erdkern wenigstens zum Teil durch Mischen von Kernen älterer Protoplaneten entstanden ist. Diese Mischung wurde durch die extrem energiereichen Kollisionen der Protoplaneten ausgelöst. Ein noch überraschenderes Ergebnis ist, daß die chemische Zusammensetzung der Protoplaneten sich vermutlich von der heutigen Erde und auch deren nächsten Nachbarn, dem Mond, unterschieden. Halliday nimmt deshalb an, daß zumindest einige der Protoplaneten, dem Mars sehr ähnlich waren. Seine Erkenntnisse werden in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Nature"(Bd. 427, S.505) publiziert. … Auch die anderen erdähnlichen Planeten sind aus dieser Scheibe aus Gas und Staub entstanden. Je größer die Objekte wurden, um so mehr gewann die Gravitation der Körper an Kraft. Sie saugten dabei den Schutt in der näheren Umgebung auf und erlangten damit eine Größe von etwa 1000 km. Dieser Prozeß führte jedoch zu Objekten, die höchstens 1 % der Masse der Erde ausmachten. Um daraus einen Planeten wie die Erde zu generieren, hätte es wiederholte Kollisionen zwischen diesen Embryoplaneten gebraucht, welche dann zu größeren Planeten zusammen wuchsen. Bei solchen Kollisionen werden bisweilen unvorstellbare Energien frei, welche die kollidierenden Planeten schmelzen und Teile der Silikathülle bzw. des metallischen Kerns verdampfen. Heute geht man davon aus, daß der Mond aus den Trümmern solch einer Kollision der Protoerde mit einem anderen Planeten entstanden ist."
Das Gleiche beschrieb "spektrumdirekt" am 5.02.2004 im Internet so: "Eine wichtige Konsequenz dieses Modells ist, daß der Zeitraum zwischen der Entstehung des Sonnensystems und der Entstehung von Erde und Mond unterschätzt wurde. Die Entstehung der Erde war nicht nach rund 30 Millionen Jahren abgeschlossen, wie erst kürzlich behauptet, sondern liegt nach Halliday eher bei 50 Millionen Jahren."

Als ob das die einzige Unklarheit im bestehenden Weltbild wäre!

Weiter der Bericht über die Arbeit von Halliday:
"Aus den Untersuchungen lassen sich aber noch weitere Schlußfolgerungen ziehen. Mißt man die isotopische Zusammensetzung von Wolfram und anderen Elementen in Gesteinen vom Mond, so kann man von ihnen auf die Zusammensetzung des Ursprungsplaneten, in diesem Fall der Protoerde, schließen. Nach Halliday war dieser Planet reich an flüchtigen Komponenten und dem Mars sehr ähnlich. Die Erde hat vermutlich die flüchtigen Komponenten, einschließlich des Wassers, während des Wachstums durch Kollision mit anderen Protoplaneten verloren. Halliday ist überzeugt: "Mit den vorliegenden Daten ergibt sich eine neue Sichtweise auf die Theorie zur Entstehung der Erde. Nach wie vor offen bleibt allerdings eine der spannendsten Fragen über unseren Planeten: Wie ist das Wasser auf der Erde entstanden?"
Clevere Leute, wie Lesch (2005) lösen auch das Problem, indem sie sich einfach noch einige Planetenembryonen aus den Außenregionen des Sonnensystems hereinholen (vgl. Kap. 8).

Soweit diese Erweiterungen der Planetesimal-Hypothese mit einigen phantastischen Besonderheiten.

Das gegenwärtige Modell zur Planetenentstehung hat aber noch einige weitere Haken. Da ist einmal die ziemlich hohe Teilchendichte, die in der Urwolke geherrscht hat. Wir werden diese später mit Hilfe der Kosmischen Häufigkeit errechnen. Diese Dichte machte ein Fortblasen der Gaswolke durch den Sonnenwind praktisch unmöglich. Viel wahrscheinlicher mußte er sie zuvor so verdichten, daß es zum Zusammenstürzen der gesamten Materie kam.

Unter der Kosmischen Häufigkeit versteht man die natürlichen Mengenverhältnisse der Elemente, wie sie zumindest für den Bereich und die weitere Umgebung unseres Sonnensystems gelten.

Viele neue Modelle sind mit Hilfe aufwendiger Computersimulationen erarbeitet worden. Das ist sehr löblich. Wenn es aber auf völlig falschen Annahmen fußt und beispielsweise die Bildung von Hochenergieverbindungen (vgl. Kap. 11) in einem ursprünglich größeren Planeten nicht berücksichtigt, sondern quasi nur mit einer modifizierten Oberflächenchemie rechnet, dann nützt aller Aufwand nichts. Der Computer kann nur verarbeiten, was man ihm vorgibt.

Was wissen wir nun wirklich sicher?
Die Erdkruste ist ziemlich gut untersucht. Von den nicht mehr als 200 Millionen Jahre alten Ozeanböden wissen wir einigermaßen sicher, daß sie hauptsächlich aus Basalten bestehen. Bei den bis zu 12 km Tiefe reichenden Bohrungen auf den Kontinenten hat man inzwischen festgestellt, daß diese auch noch in dieser Tiefe aus Graniten bestehen und nicht, wie früher angenommen, aus Basalten. Das ist nicht unwichtig, wie noch später genauer begründet wird, weil zu dem gängigen Modell auch gehört, daß die Granite aus dem Diffenrenzierungsprozeß einer ursprünglich basaltischen Kruste entstanden sein sollten. Tatsächlich sind jedoch die ältesten kontinentalen Schilde granitisch. Daran ändert auch die Tatsache nichts, daß gelegentlich junge Granite gefunden werden, die nur 30 Millionen Jahre alt sind und die man sich aus Sedimenten entstanden denkt.
Einige Minerale sind bei geologischen Prozessen auch aus größerer Tiefe nach oben gekommen und sind somit Boten des äußeren Erdmantels, allerdings mehr oder weniger veränderte.
Wir haben somit von der Erdkruste recht brauchbare Informationen, wie später noch ausführlich gezeigt wird. Deswegen können wir die Auffassung der Astrophysiker Fahr und Willerding (1998) nicht teilen, wenn sie schreiben (S.87): "Im Prinzip müßte die Entstehungsgeschichte der Erde, auf der wir leben und die wir im Detail untersuchen können, an ihrer Oberfläche sowie im Inneren durch ihren chemischen und physikalischen Aufbau in verschlüsselter Form gespeichert sein. Doch da die Erde einen aktiven Planeten darstellt, ist durch die ständig ablaufenden geologischen Prozesse dieser Schlüssel praktisch nicht mehr auffindbar."

Oft probiert man es nur mit dem falschen Schlüssel!

Bevor später genauer auf Granite und Basalte eingegangen wird, hier kurz soviel: Basalte sind Gesteine, die neben Kieselsäure einen relativ hohen Gehalt an Aluminium-, Magnesium-, Eisen-, Kalzium-, und anderen basenbildenden Ionen haben. Basalte sind relativ schnell erstarrt und haben dadurch eine feinkristalline Struktur. Granite dagegen enthalten weniger Basen und mehr Kieselsäure bzw. Siliziumdioxid. Deswegen nennt man sie auch saure Gesteine. Ihre Hauptkomponenten Quarz, Glimmer und Feldspat liegen in ihnen meist in ziemlich groben Kristallen von Millimetergröße vor, offenbar als Folge einer langsamen Kristallisation.

Was wissen wir weiter?
Von der gesamten Erde haben wir eine Fülle seismischer Daten, also Meßergebnisse von Beben. Wir wissen also, in welchen Zonen des Erdinneren die Schwingungen wie fortgeleitet werden. Das sind sehr wertvolle Angaben über das physikalische Verhalten. Sie ermöglichen interessante Aussage zur Struktur und zu eventuellen Störungen dieser Struktur. Über die chemische Zusammensetzung sagen sie definitiv gar nichts aus. Die davon abgeleiteten Behauptungen zur chemischen Zusammensetzung sind weitgehend spekulativ.

Die Vorstellung vom Erdkern als einer Eisen-Nickel-Masse ist also rein hypothetisch und stützt sich im Wesentlichen auf das seismische Verhalten, das für den inneren Erdkern metallische Eigenschaften vermuten läßt, und auf die Existenz von Eisenmeteoriten. Aber unter bestimmten Bedingungen, besonders hohem Druck, können viele Stoffe oder Gemische metallische Eigenschaften annehmen. Bezüglich der Meteoriten wissen wir, daß die Zusammensetzung der Erdkruste keinem Meteoriten-Typ entspricht. Welchen Grund haben wir da zu glauben, der Erdkern würde seine Zusammensetzung von Meteoriten herleiten? Mit den Meteoriten, die vor der Erde entstanden sein müßten, wenn sie Überreste der Planetenbildung sein sollten, gibt es noch andere Probleme. Einige von ihnen scheinen nämlich jünger zu sein als die Erde. Die Asteroiden, die ja nach geltender Auffassung Planetesimals entsprechen, die nicht zu Planeten weitergewachsen sind, sollten deutlich älter sein als die Planeten selbst. Eine aktuelle Altersbestimmung anhand der Farbe der Asteroiden, über die Robert Jedicke vom Astronomischen Institut der Universität Hawaii berichtet (Jedicke 2004), ergibt für die ältesten Oberflächen ein Alter von 4,65 Milliarden Jahren. Sie sind damit ungefähr ebenso alt wie die Erde und keinesfalls älter.

Es ist schon sehr gewagt, wenn bei so wenigen gesicherten Tatsachen so getan wird, als wüßte man ganz genau, wie die Erde entstanden und wie sie aufgebaut ist. Die Selbstsicherheit, mit der dies in der Öffentlichkeit dargestellt wird, grenzt schon an Hochstapelei.

Es gibt allerdings doch noch einige nützliche Werkzeuge, die in diesem Zusammenhang lange Zeit kaum beachtet wurden. Das sind die schon erwähnte Kosmische Häufigkeit der Elemente und das Verhalten der Elemente gegenüber dem bei weitem häufigsten Element, nämlich dem Wasserstoff sowie schließlich einige allgemeingültige Naturgesetze.

Hinsichtlich der Entwicklung der Erde wird inzwischen überwiegend angenommen, daß die Uratmosphäre neben Kohlendioxid und Wasser auch Ammoniak, Methan und einige weitere Wasserstoffverbindungen enthielt.
Über das Verhältnis zwischen ozeanischer und kontinentaler Erdoberfläche hat man sich lange keine besonderen Gedanken gemacht, bis schließlich Einigen auffiel, daß beispielsweise die westlichen Küstenlinien von Afrika und die östlichen von Südamerika ganz gut aneinander passen würden. Auf der Basis dieser und weiterer Beobachtungen entwickelte Alfred Wegener 1912 ein umfassendes Modell für die Entwicklungswege der Erdoberfläche. Dies ist in seinem Werk "Die Entstehung der Kontinente und Ozeane" beschrieben. Danach sind die Kontinente auf der Erdoberfläche beweglich. Ursprünglich soll ein einziger Kontinent bestanden haben, die "Pangäa". Während die Vorstellungen Wegeners heute in weiterentwickelter Form als Bestandteil der Plattentektonik überwiegend anerkannt werden, stießen sie bei ihrem Erscheinen auf heftigsten Widerstand seiner Kollegen. Ein Geologe nannte Wegener einen "von der Krustendrehkrankheit befallenen Irren".

Nachdem die Kontinente in der Folgezeit doch als beweglich anerkannt wurden, entwickelte sich die Vorstellung von den wandernden Kontinenten zu einem umfassenden System, der erwähnten Plattentektonik. Besonders die in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts gewonnenen Informationen über die Ozeanböden gaben diesem System einen Auftrieb. Bekanntlich wachsen die Ozeanböden im Bereich der mittelozeanischen Rücken, wo eine starke vulkanische Aktivität herrscht. Dementsprechend sind die Basalte in der Nähe der Rücken sehr jung. Die ältesten Meeresböden findet man mit etwa 200 Millionen Jahren in der Nähe der Kontinente. Daraus folgt, daß sich Meeresbodenkruste neu bildet und die Kontinente auseinanderdrängt. Die Erdkruste wächst also. Daran gibt es kaum noch Zweifel. Die meisten Fachleute, die die Plattentektonik unterstützen, erwarten, daß in gleichem Umfang Meeresbodenkruste verschluckt wird, indem sich Platten übereinander bzw. untereinander schieben. Das soll auch die Hauptursache für Gebirgsbildung und Vulkanismus sein. Einige Geologen, wie Carey, der namhafte australische Geowissenschaftler, haben daran allerdings erhebliche Zweifel (Carey, S.W.: 1975; 1976; 1983).

Welche Informationen liefern uns eventuell andere Planetensysteme? Ganz sicher ist unser Planetensystem im Weltall nicht das einzige. Doch was wir bisher von anderen Sternen kennen, sind riesige Planeten mit der mehrfachen Jupitermasse, die ihren Mutterstern in sehr geringer Entfernung umkreisen. Seit 1995 (M.Mayor und D.Queloz) hat man eine größere Anzahl von Sonnen entdeckt, die von solchen Riesenplaneten mit mehreren Jupitermassen umkreist werden. Die Umlaufzeiten betragen wenige Stunden oder Tage. In diesen Fällen kann man aber nicht mehr von einem Planetensystem reden, vielmehr trifft hier die Bezeichnung Doppelstern zu. Doch nur bei solcher Größe und Nähe läßt sich die Existenz des Partnersterns bzw. Planeten anhand der Bahnschwankungen des Muttersterns überhaupt erkennen.
Da man die Existenz derartiger Planeten nur aus der Bahnstörung des jeweiligen Sterns errechnen konnte, entziehen sich Planetensysteme, die dem unsrigen gleichen, selbstverständlich dieser Beobachtung, denn die Planeten unseres Planetensystems haben wegen ihrer Kleinheit bzw. ihrer Entfernung von der Sonne keinen so großen Einfluß auf die Position der Sonne, daß er auf größere Entfernung meßbar wäre. So müssen wir hier auf weitere verbesserte Beobachtungstechniken hoffen.
Wie mühselig der Weg dahin ist zeigt der Jubel, mit dem die Meldung kürzlich begrüßt wurde, daß es gelungen zu sein scheint, die Temperatur eines nahe um seinen Mutterstern mit einer Umlaufzeit von dreieinhalb Tagen kreisenden Riesenplaneten zu messen. Es handelt sich um den HD209458b. Drake Demming vom "NASA Goddard Space Flight Center" berichtete im März 2005 in "Nature" über die mit dem Weltraumteleskop "Spitzer" erzielten Ergebnisse. Wenn sich der Planet hinter seinem Mutterstern befindet, nimmt die Infrarotstrahlung um einen bestimmten Betrag ab, den man dem Planeten zuordnet. Dabei kommt man auf eine Temperatur des Planeten von 860°C. Das ist zweifellos ein großartiger Erfolg, bringt uns aber erdähnlichen Planeten noch immer kein Stück näher.

Man muß sich an dieser Stelle vielleicht einmal ausmalen, wie irgendein Ereignis beobachtet wird. Der Gegenstand sendet eigenes oder reflektiertes Licht in alle Richtungen. Die Menge der Lichtquanten ist zwar riesig groß, aber das Gebiet, das damit versorgt werden soll, wird auch immer größer, je größer die Entfernung ist. Das heißt, je weiter entfernt eine empfangende Stelle ist, um so weniger Lichtquanten treffen bei ihr ein. Die Pupille hat einen Durchmesser von ca. 2 bis 5 mm. Wenn darauf nicht genügend Lichtquanten ankommen, um ein Bild zu erzeugen, sieht das Auge nichts. Wir vergrößern die Pupille beispielsweise mit dem Feldstecher auf etwa das 50fache. Entsprechend genauer können wir sehen und noch Dinge abbilden, die das bloße Auge nicht mehr sieht. Mit dem Spiegelteleskop bekommt die Pupille einen Durchmesser von 2 bis 5 Metern und mehr. Viel größere Spiegel sind aber kaum noch herstellbar. Vielleicht werden künftige Anlagen aus einem koordinierten Facettenspiegel-System außerhalb der Erde bestehen, das die eingefangenen Photonen einer entfernten Lichtquelle an einem Punkt sammelt und zu einem Bild verarbeitet.

Analogieschlüsse aus der Beobachtung von fernen jungen Planetensystemen wären sehr hilfreich, aber solche Beobachtungen sind zur Zeit eben leider nicht möglich. Ein anderer Ansatz sind junge Sterne, die von einer Materiewolke umgeben sind. In ihnen, nimmt man an, könnte sich die Bildung von Planeten abspielen. Das macht immerhin die weitgehend anerkannte Auffassung wahrscheinlich, daß Planetensysteme innerhalb einer Materiewolke entstehen, die das Zentralgestirn umgibt.

Verfolgen wir nun weiter die Planetenbildung.
Die um die Sonne vorhandene Materiewolke war hauptsächlich in einer Scheibe angeordnet und sie wurde durch den Sonnenwind und die energiereiche Sonnenstrahlung teilweise ionisiert. Durch diese Ionisation konnte nach Alfvén (Schmidt, KH. u. Treder,H.-J. 1975) die Sonne über Magnetlinien den größten Teil ihres Drehimpulses an die Wolke abgeben, bevor die Planeten entstanden.
Damit wollen wir zunächst die Übersicht über den derzeitigen Kenntnisstand abschließen.