Neue Studie Wie kommt das ganze Metall auf den Mond?

Eine neue Studie zeigt: der Mond ist voller Metall. Damit stellt die Untersuchung die bisherigen Erkenntnisse über die Mondentstehung in Frage. Bisher wurde angenommen, dass der Mond aus einer Kollision mit der Erde entstand. Doch die lief vermutlich anders ab, so die Forscher. Denn sonst gäbe es keine Erklärung für das ganze Metall.

Halbmond, fotografiert bei Nacht
Bildrechte: Matt Aust

Der Mond und die Erde sind ein seltsames Paar. Die Menschen verehren ihn und ohne ihn würde es die Menschheit wohl nicht geben. Denn er hält die Erde in einer stabilen Neigung. Wie der Erdtrabant aber entstanden ist, darüber scheiden sich die Geister. Eine neue Studie zeigt: Es war alles wohl ganz anders als gedacht. Zumindest muss das Mondmetall irgendwoher kommen. 

Eine weitverbreitete These besagt, dass der Mond durch eine Kollision entstanden sei. Der marsgroßer Protoplanet Theia sei mit der jungen Erde zusammengestoßen. Dabei gelangte ein großer Teil der Erdkruste ins Weltall. Aus dieser Schicht, die nun in der Umlaufbahn umherschwirrte, bildete sich allmählich der Mond.  

Einen großen Haken hat diese Hypothese jedoch: Die neusten Untersuchungen des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA zeigen, dass der Staub am Boden der Mondkrater metallhaltig ist. Dieses Material kann aber nicht von der Erde stammen. Denn auf unserem Heimatplaneten befinden sich solche Metalle erst in den tieferen Erdschichten. Bei der Kollision mit Theia wäre aber nur die obere Erdkruste ins Weltall gelangt.  

Mond: Mehr Eisenoxid als auf der Erde?

Auf dem Mond gibt es aber sehr viel Eisenoxide. Die Konzentration ist sogar höher als auf der Erde. Diese Erkenntnis ist für Wissenschaftler nicht neu. Doch wie kommt das ganze Metall auf den Mond? Dieser Frage hat sich das Team um Nasaforscher Essam Heggy gestellt. Gemeinsam haben sie die Ergebnisse des Miniatur-Radiofrequenz-Instrumentes an Bord des Mond-Orbiters LRO untersucht. 

Es ist möglich, dass die Diskrepanz zwischen der Eisenmenge auf der Erdkruste und dem Mond noch größer sein könnte, als von Wissenschaftlern angenommen, was das derzeitige Verständnis der Entstehung des Mondes in Frage stellt.

University of Southern California

Die Kraterlandschaft des Mondes können wir mit dem bloßen Auge von der Erde aus erkennen. Diese Krater entstanden durch Meteoriteneinschläge. Je nach Größe und Geschwindigkeit der Meteoriten sind einige Krater größer und tiefer als andere. Dennoch haben die Einschläge eines gemeinsam: sie dringen in die Mondoberfläche ein. Dabei werden Materialien aus den unteren Mondschichten nach oben gedrückt.

Aufgehende Erde vor der Landung aus dem Mondorbit der Apollo 11-Mission, 1969
Aufgehende Erde - fotografiert vor der Landung aus dem Mondorbit der Apollo 11-Mission, 1969. Bildrechte: NASA / Apollo 11 Mission

Beim Vergleich des Metallgehalts am Boden größerer und tieferer Krater mit dem der kleineren und flacheren Krater stellte das Team höhere Metallkonzentrationen in den tieferen Kratern fest.

University of Southern California

Drei mögliche Erklärungen zum Mondmetall

Die Forscher haben drei mögliche Erklärungen parat, denen sie auf den Grund gehen wollen. Zum einen kann es sein, dass die die Kollision mit Theia für unsere frühe Erde verheerender war als angenommen. Durch den Zusammenstoß wären viel tiefere Abschnitte aus der Erdoberfläche in die Umlaufbahn gelangt. Theia hätte nicht nur an der Erdkruste gekratzt.

Zum anderen könnte es sein, dass die Kollision zwischen Theia und der Erde viel früher stattgefunden hat. Die Erde müsste zu diesem Zeitpunkt noch sehr jung gewesen sein. So jung, dass sie von einem Magma-Ozean bedeckt war. Dadurch könnte flüssiges Metall in den Weltraum gelangt sein. Dieses hätte sich dann gemeinsam mit anderen Materialien zum heutigen Mond geformt.

Ebenso wäre es möglich, das die noch heiße Mondoberfläche anders abgekühlt sei, als angenommen. Das viele Metall deutet zumindest auf einen komplizierten Abkühlungsprozess der geschmolzene Mondoberfläche hin.

Weitere Untersuchungen folgen

Für den Hauptforscher am Miniatur-Radiofrequenz-Instrumentes des Lunar Orbiter sind die neuen Erkenntnisse großartige Neuigkeiten. Wes Patterson ist froh darüber, dass "die LRO-Mission uns immer wieder mit neuen Einsichten in die Ursprünge und die Komplexität unseres nächsten Nachbarn überrasche."

Somit war dies nicht der letzte Einsatz des Miniatur-Radiofrequenz-Instruments. Die Kraterböden des Mondes sollen auch in Zukunft mit weiteren Radarmessungen beobachtet werden. Dadurch könnten die ersten Ergebnisse der Studie um Heggys Team überprüft werden und man würde neue Erkenntnisse über den Erdtrabanten erhalten.

Link zur Studie

Die Studie ist unter dem Titel "Bulk composition of regolith fines on lunar crater floors: Initial investigation by LRO/Mini-RF" in Earth and Planetary Science Letters erschienen.

Vollmond hinter dem Brockengipfel 3 min
Bildrechte: Wolfram Schmidt

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