Timo Hopp studierte Geowissenschaften an der Universität Münster und schloss dort 2018 seine Doktorarbeit am Institut für Planetologie ab. Anschließend war er Postdoktorand am Department of the Geophysical Sciences der University of Chicago in den USA und ist seit Juni 2022 Wissenschaftler und Laborleiter in der Abteilung für Planetenwissenschaften am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.
Timo Hopp ist Kosmochemiker, der mit Hilfe von hoch-präzisen Isotopenmessungen die Frühgeschichte des Sonnensystems und der Planeten untersucht. Seine Arbeiten zeichnen sich durch die Anwendung modernster analytischer Methoden aus, die er entweder vollständig neu entwickelt oder so weiterentwickelt hat, dass die verbesserte Präzision zu wesentlichen neuen Erkenntnissen geführt hat. Timos Arbeiten haben grundlegende neue Erkenntnisse über die Bildung der ersten planetaren Körper des Sonnensystems und über die Entstehung der Erde geliefert.
Während seiner Promotion hat Timo die massenabhängige Isotopenfraktionierung von Ruthenium (Ru) als ein neues Werkzeug entwickelt, mit dem die Differenzierungsgeschichte von Protoplaneten und die Herkunft des sogenannten „Late Veneers“ auf der Erde untersucht werden kann. Dabei konnte er zeigen, dass sich die massenabhängige Isotopenfraktionierung von Ru systematisch mit dem Grad der chemischen Differenzierung der Planeten ändert, so dass mit Hilfe der Ru-Isotope die einzelnen Stadien der Bildung, Segregation und Kristallisation von metallischen Schmelzen während der Kernbildung rekonstruiert werden können. In einer Folgestudie konnte Timo zeigen, dass im Gegensatz zu den variablen Isotopenfraktionierungen in den differenzierten Meteoriten das Ru in der Silikaterde isotopisch nicht fraktioniert ist, sondern die gleiche Isotopie aufweist wie die undifferenzierten, chondritischen Meteorite. Da praktisch das gesamte Ru in der Silikaterde aus dem Late Veneer stammt (den letzten ca. 0,5 % der Masse der Erde, die nach Abschluss der Kernbildung auf die Erde kamen), zeigt diese Beobachtung, dass das Late Veneer wahrscheinlich aus chondritischen Körpern bestand und nicht wie manchmal angenommen aus Teilen von chemisch fraktionierten Objekten.
Das andere wesentliche Forschungsfeld von Timo Hopp umfasst sogenannte nukleosynthetische Isotopenanomalien, die durch die heterogene Verteilung von isotopisch extrem anomalen präsolaren Komponenten in der solaren Akkretionsscheibe entstehen. Diese Anomalien eignen sich besonders gut, um genetische Beziehungen zwischen verschiedenen planetaren Materialien zu identifizieren und so z. B. die Herkunft des Baumaterials der Erde zu rekonstruieren. So konnte Timo mit Hilfe von Isotopenanomalien in Ruthenium und Molybdän zeigen, dass das späte Stadium der Akkretion der Erde aus einer heterogenen Mischung von Material aus dem inneren und äußeren Sonnensystem stammt. Mit Hilfe von Eisenisotopenanomalien wiederum konnte er zeigen, dass die Erde im Wesentlichen aus Material aus dem inneren Sonnensystem besteht und nur sehr wenig Material aus dem äußeren Sonnensystem aufgenommen hat. Diese Erkenntnis ist in Widerspruch zu Vorhersagen neuerer Planetenbildungsmodelle, in denen die terrestrischen Planeten einen Großteil ihrer Masse durch die Akkretion cm-großer „pebbles“ aus dem äußeren Sonnensystem gewinnen.
Vielmehr stützen Timos Ergebnisse die Vorhersagen des klassischen Modells der Planetenbildung, in dem die terrestrischen Planeten durch Kollisionen von Mond- bis Mars-großen Körpern aus dem inneren Sonnensystem entstanden sind. In einer weiteren bahnbrechenden Arbeit an Proben des Asteroiden Ryugu, von dem die Hayabusa2-Mission der japanischen Weltraumbehörde JAXA 5,4 Gramm Probenmaterial auf die Erde gebracht hat, konnte Timo zeigen, dass die Eisenisotopie von Ryugu dem der kohligen Chondrite vom Ivuna-Typ (die sog. CI-Chondrite) entspricht und sich von allen anderen kohligen Chondriten unterscheidet. Diese Entdeckung ist von weitreichender Bedeutung, da sie zeigt, dass die CI-Chondrite aus einem anderen Bereich der solaren Akkretionsscheibe stammen als die übrigen kohligen Chondrite. Da letztere vermutlich unmittelbar außerhalb der Umlaufbahn von Jupiter entstanden sind, liegt die Vermutung nahe, dass die CI-Chondrite und Ryugu ursprünglich noch weiter außen, u. U. in der Gegend von Uranus und Neptun entstanden sind. Damit könnten CI-Chondrite/Ryugu und Kometen ursprünglich aus dem gleichen Material bestehen, eine Vorhersage, die mit einer zukünftigen „Sample Return“-Mission zu einem Kometen beantwortet werden könnte.
Obwohl die meisten von Timos Arbeiten aus dem Bereich der Kosmochemie stammen, sind seine Interessen sehr viel weitreichender. In 2020 konnte Timo durch Isotopenmessungen an Rückständen aus Luftfiltern der Internationalen Atomenergiebehörde die Herkunft von im Jahre 2017 freigesetztem radioaktiven Ru rekonstruieren. Die Vermutung war, dass dieses Ru aus einem Unfall in einer russischen Wiederaufbereitungsanlage stammt. Es bestand allerdings auch die Möglichkeit, dass das freigesetzte Ru aus der Herstellung von waffenfähigem Plutonium stammt. Durch Isotopenmessungen an wenigen Nanogramm Ru aus Luftfiltern von vor, während und nach dem Austritt des radioaktiven Ru konnte Timo als Quelle eine russische Wiederaufbereitungsanlage identifizieren. Es handelt sich hier offensichtlich um ein Ergebnis von großer öffentlicher und politischer Relevanz und es war das erste Mal, dass Ru-Isotope als Werkzeug der nuklearen Forensik eingesetzt wurden.
Mit dem Victor-Moritz-Goldschmidt-Preis für Timo Hopp ehrt die Deutsche Mineralogische Gesellschaft einen äußert innovativen, kreativen und produktiven Wissenschaftler, dessen Arbeiten sich durch eine beeindruckende fachliche Breite auszeichnen und in verschiedenen Forschungsfeldern zu neuen Schlüsselerkenntnissen geführt haben.
— Thorsten Kleine ∙ Göttingen