Felsen und Museen hatten für Thomas Kruijer früh eine besondere Bedeutung. In seiner Kindheit war der Sohn eines Mathematikers und einer Geschichtslehrerin viel in den Bergen unterwegs, neben den Schweizer Alpen und dem schottischen Hochland beeindruckten ihn der Pariser Louvre, die Tate Gallery in London, das Berliner Pergamonmuseum. Naturkundemuseen sowieso. Heute prägen Felsen und Museen die wissenschaftliche Arbeit des Niederländers: Mit ihrer Hilfe will er die Ursprünge unseres Sonnensystems entschlüsseln.
Dafür wagt er gerade selbst einen Neuanfang. In der Abteilung Impakt- und Meteoritenforschung des Berliner Museums für Naturkunde hat er die Möglichkeit, sein eigenes Forschungslabor aufzubauen. Mit Methoden der Massenspektroskopie möchte er an dem Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung die Isotopen-Analyse von Meteoriten etablieren. Zunächst muss sich Thomas Kruijer aber zurecht finden. Weil Ausstellungs- und Forschungsbereiche seit Corona strikt voneinander getrennt sind, führt der Weg in sein neues Büro durch die Katakomben des wilhelminischen Gebäudes, unter den riesigen Skeletten im Sauriersaal hindurch. Verglichen mit seinen Untersuchungsperspektiven am Ursprung des Sonnensystems ist das sozusagen die Abteilung für Moderne.
Die Frage, was früher war, hat mich schon als Kind umgetrieben.
THOMAS KRUIJER
Die Frage, was früher war, hat mich schon als Kind umgetrieben
, sagt Kruijer. In der Schule und im Studium sei sein Interesse an der Geologie immer weiter gewachsen. Vor allem eines hat mich fasziniert: die Tatsache, dass man aus der Analyse von Felsen Rückschlüsse auf die Vergangenheit ziehen kann.
Genau das tut der 34-Jährige inzwischen als Kosmochemiker und hat trotz seines relativ jungen Alters bereits für Furore gesorgt: Seine Theorie zur Frühphase des Sonnensystems, vor allem zur Entstehung des Jupiters, fand in der Fachwelt große Beachtung. Aus der chemischen Analyse von Meteoriten konnte Thomas Kruijer schlussfolgern, dass Jupiter bereits rund eine Million Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems aus dem Gas- und Gesteinsgemisch der Urwolke entstanden sein dürfte. In erdgeschichtlichen Zeiträumen betrachtet also mehr oder weniger: sofort. Der älteste Planet unseres Sonnensystems beeinflusste so auch die Entstehung der Erde – und möglicherweise die Entwicklung des Lebens auf ihr.
Der Öffentlichkeit ist das Museum für Naturkunde vor allem für seine paläontologische Ausstellung und Forschung bekannt – Brachiosaurus, Archaeopteryx, T. Rex »Tristan«. Neben vielen weiteren Feldern erforscht es aber auch Ursprung und Entwicklung der Erde im Kontext des Sonnensystems. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Jupiter: Zu Beginn seines Daseins, vor mehr als viereinhalb Milliarden Jahren, bestand das Sonnensystem aus einer Aggregationsscheibe, Gas und kleinsten Gesteinsbrocken, die im Schwerkraftfeld der Sonne um das Zentralgestirn rotierten – noch ohne jede Spur von Planeten. Heute finden wir Reste dieses Urzustands im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Genau aus diesem Asteroidengürtel stammen die meisten der etwa 70 Meteoriten, die Thomas Kruijer für seine Jupiter-Studie chemisch und isotopisch untersuchte. Aus mehreren Sammlungen in den USA, Großbritannien und Deutschland bekam er dafür winzige Proben der teils mehrere hundert Kilo schweren Meteoriten, meist nur etwa ein Gramm.
Die Proben löste er auf und konnte so Elemente aus dem Gestein über eine Isotopenanalyse betrachten. Die Isotope – Varianten eines chemischen Elements, die sich durch die Zahl der Neutronen im Atomkern unterscheiden – lassen Rückschlüsse auf den Verwandtschaftsgrad von Meteoriten zu. Aus den untersuchten Eisenmeteoriten ergaben sich zwei Cluster, die darauf hindeuteten, dass die Meteoriten aus zwei komplett getrennten, zum Teil weit voneinander entfernten Bereichen des Sonnensystems stammten. Eine solche Trennung hätte es gar nicht geben dürfen, da sich die Materie in einer großen Aggregationsscheibe ständig hätte vermischen müssen. Thomas Kruijers Erklärung ist, dass sie bereits sehr früh durch ein massives Objekt in zwei Bereiche getrennt wurde – sonnenseitig und sonnenabgewandt: Der wahrscheinlichste Kandidat ist der Jupiter.
Der Gesteinskern des heutigen Gasriesen müsse demnach schon in der absoluten Frühphase des Sonnensystems auf eine Größe von mindestens zehn bis 20 Erdmassen angewachsen sein, um eine ausreichend große Barriere darzustellen. Durch fortwährendes Ansammeln von Materie und Gas hätte sich Jupiter gleichzeitig zum größten Planeten des Sonnensystems gemausert.
IN EINER WELT VOR UNSERER ZEIT
Was stand am Anfang des Universums? Wir wissen es nicht, denn es war ja kein Mensch dabei. Um kosmologische Phänomene trotzdem ergründen zu können, brauchen wir zumindest eine Vorstellung davon. Die Altertumswissenschaften sprechen von Ätiologien: sinnstiftenden Narrativen, um Ereignisse nachträglich zu erklären. Auch in den Lebenswissenschaften werden Anfänge (re)konstruiert – ein Beispiel ist »LUCA«, der einzellige Urvorfahr aller Lebewesen auf der Erde. Die Anfangserzählungen basieren auf empirischen Untersuchungen, etwa von Fossilien, gleichzeitig haben sie einen fiktionalen Charakter. Im Laufe der Wissenschaftsgeschichte werden sie angepasst, verworfen oder neu erfunden – je nach Forschungsstand und beeinflusst von kulturellen Entwicklungen.
Kruijers Erkenntnisse deuten auf gravierende Auswirkungen auf die Entstehung der Erde hin: In den inneren Bereichen vieler anderer Sonnensysteme beobachten wir größere Planeten – sogenannte Supererden. Nicht aber in unserem Sonnensystem.
Hier liegt die Vermutung nahe, dass das Entstehen von Supererden durch die Barriere des Jupiters verhindert wurde und aus der wenigen vorhandenen Materie nur so kleine Gesteinsplaneten wie Erde, Mars, Venus und Merkur entstehen konnten. Wahrscheinlich haben wir dieser Tatsache sogar unsere Existenz zu verdanken, sagt Kruijer. In der Theorie spricht einiges dafür, dass sich auf kleineren Planeten leichter Leben entwickelt als auf Supererden.
Darüber, so Kruijer, wisse man jedoch noch wenig, die frühen Anfänge und die Entstehung der Erde sind nicht im Detail geklärt. Auch nicht, in welcher Reihenfolge die Planeten nach Jupiter entstanden. Es gibt Vermutungen, dass sich der Kern des Mars schon recht früh gebildet hat und die Erde erst etwas später. In der Wissenschaft wird das intensiv diskutiert, denn man weiß, dass Planeten nach ihrer Geburt relativ schnell größer werden, um im weiteren Verlauf nur langsam auf ihr finales Ausmaß anzuwachsen.
Viel zu tun also für Thomas Kruijer, beim Versuch, die Anfänge des Sonnensystems besser zu verstehen. Für seine künftige Forschung setzt er auch auf das Zusammenspiel von Sammlung, Forschung und Ausstellung. Die Meteoritensammlung des Naturkundemuseums ist besonders wegen der historischen Stücke interessant für ihn, der seine Untersuchungsobjekte anders als etwa Taxonomen nicht selber sammeln kann. Dass er sie mittelfristig in einem eigens aufgebauten Labor untersuchen darf, wird auch durch die Mittel möglich, die das Naturkundemuseum im Kontext des Zukunftsplans zur Sanierung und Entwicklung des Hauses zur Verfügung gestellt bekommen hat: 660 Millionen Euro, die es dem Leibniz-Forschungsmuseum auch ermöglichten, Thomas Kruijer, der zuletzt in einem Forschungslabor der US-Regierung gearbeitet hat, zum Wechsel an die Spree zu bewegen.
Hier macht ihm die Corona-Situation den Start nicht gerade einfach. Viele Kollegen habe er noch nicht persönlich treffen können, weil sie im Homeoffice arbeiten. Da das Museum gerade renoviert wird, wird sich auch der Aufbau seines Labors eine Weile hinziehen, und seine Arbeitsgruppe muss er aus Labormanager, Postdocs und Studierenden erst noch zusammensetzen. Zwei Jahre wird das dauern, schätzt er. Es ist also Geduld gefragt. Angesichts der Milliarden von Jahren, die Thomas Kruijer dann in der Geschichte zurückblicken kann, ist all das aber allenfalls ein Wimpernschlag.
