Supernova-Explosionen gehören mit zu den gewaltigsten Explosionen im Universum und stellen das gewaltsame Ende eines massereichen Sterns dar. Sie sind für die Entstehung von schweren Elementen von entscheidender Bedeutung - und damit auch für die Entwicklung von Leben auf der Erde. Eines der Isotope, das bei einer solchen Explosion ins All geschleudert wird, ist das in unserem Sonnensystem nicht existente Eisen-60. Und genau dieses haben Physikern der TU München nun mit Hilfe der Beschleuniger-Massenspektronomie (durchgeführt am Beschleunigerlaboratorium der Ludwig-Maximilians- und Technischen Universität in Garching) in Proben einer Tiefsee-Mangankruste nachgewiesen. Vor knapp drei Millionen Jahren muss also eine Supernova stattgefunden haben, deren Auswurf schließlich auch die Erde erreicht hat und hier abgelagert wurden.

Innerhalb unseres Sonnensystems kann Eisen-60 mit seiner Halbwertszeit von 1,5 Millionen Jahren praktisch nicht entstehen. Bei einer einzigen Supernova werden hiervon allerdings Mengen vergleichbar der zehnfachen Erdmasse erzeugt. Bei diesen Explosionen wird innerhalb weniger Sekunden eine Energie um die 10⁵¹ erg (ein Wert, den die Sonne in ihrer mehrere Milliarden Jahre währenden Existenz insgesamt erbringt) frei. Das dabei ins All geschleuderte Material lässt sich auch über Distanzen von mehreren hundert Lichtjahren ausmachen. Um Ablagerungen dieses Radionuklids überhaupt aufspüren zu können, dürfte die Erde vom Explosionsort nur verhältnismäßig gering entfernt gewesen sein, also weniger als einige hunderte Lichtjahre.

Anhand verschiedener Schicht-Untersuchungen konnten die Wissenschaftler zum einen Rückschlüsse auf das Alter der Mangankruste ziehen, zum anderen Messungen hinsichtlich des vermuteten Eisen-60-Aufkommens durchführen. Die Probe, die aus einer Tiefe von 5.000 Metern vom Grund des Pazifiks stammt, wurde hierfür ionisiert und im Tandem-van-de-Graff-Beschleuniger, einem elektrostatischen Teilchen-Beschleuniger, auf bis zu 14 Millionen Volt Spannung beschleunigt, anschließend mittels eines 90 Grad-Magneten gefiltert und aussortiert. Spuren von Eisen-60-Atomen wurden in den etwa drei Millionen Jahre alten Schichten gefunden – ein Wert, der exakt mit dem erwarteten Niederschlag durch eine Supernova in einer Distanz von 100 Lichtjahren übereinstimmt.

Für die Forscher, die über ihre Arbeit in der Fachzeitschrift Physical Review Letters berichteten, ist der Fund auch aus einem anderen Grund interessant: Letztlich würden ihre Ergebnisse, so schreiben sie in einer Pressemitteilung, auch auf einen "kosmischen Klimawechsel" hindeuten, der vor etwa drei Millionen Jahren stattgefunden und dabei Auswirkungen auf die Entwicklung des Menschen gehabt haben könnte.