Ein Astronaut am Lunar Roving Vehicle auf dem Mond
Ein hervorragender Blick auf die trostlose Mondlandschaft von Station 4 mit dem Astronauten Harrison H. Schmitt. Er arbeitet am Landeplatz Taurus-Littrow am Lunar Roving Vehicle (LRV) In diesem Bereich entdeckte Schmitt zum ersten Mal den Orangenboden. Der ist auf beiden Seiten des LRV in diesem Bild deutlich sichtbar. Der Shorty-Krater befindet sich rechts und der Gipfel im Hintergrund ist Family Mountain. Ein Teil des Südmassivs befindet sich am Horizont am linken Rand. Bildrechte: Eugene A. Cernan/NASA

Woher kommt das Wasser auf der Erde? 50 Jahre nach Apollo: Neue Forschung an alten Mondproben

Bis heute liefert Mondgestein, das die Apollo-Astronauten mitgebracht haben, der Forschung wertvolle Informationen. An der Universität Arizona wollen Wissenschaftler herausfinden: Woher stammt das Wasser?

Ein Astronaut am Lunar Roving Vehicle auf dem Mond
Ein hervorragender Blick auf die trostlose Mondlandschaft von Station 4 mit dem Astronauten Harrison H. Schmitt. Er arbeitet am Landeplatz Taurus-Littrow am Lunar Roving Vehicle (LRV) In diesem Bereich entdeckte Schmitt zum ersten Mal den Orangenboden. Der ist auf beiden Seiten des LRV in diesem Bild deutlich sichtbar. Der Shorty-Krater befindet sich rechts und der Gipfel im Hintergrund ist Family Mountain. Ein Teil des Südmassivs befindet sich am Horizont am linken Rand. Bildrechte: Eugene A. Cernan/NASA

Es war eine weitsichtige Entscheidung, die die Forscher nach der Rückkehr von Apollo-17 trafen: Die Astronauten Eugene Cernan und Harrison Schmitt hatten Proben von Mondgestein mitgebracht. Nur ein Teil des Gesteins wurde untersucht, ein anderer Teil luftdicht verschlossen und kühl eingelagert.

Eine Nahansicht der Apollo 17-Mondprobe
Mondprobe Nr. 72415,0 von Apollo 17 wurde bereits früher untersucht. Bei ihr handelt es sich um eine brekzierte Dunit-Klaste mit einem Gewicht von etwas mehr als 32 Gramm. Bildrechte: Karl Mills, Scientific Photo Arts/NASA

Jessica Barnes, Assistenzprofessorin der Universität Arizona in den USA, darf heute – 50 Jahre nach der Mission – vier Unzen Mondgestein aus der Probe 71036 im Mond- und Planetenlabor untersuchen. "Die Kollegen haben erkannt, dass wir mit späteren Technologien Untersuchungen machen können, die damals unmöglich gewesen waren, und dass es neue Fragen geben würde", sagt Barnes. Die Forschung ist Teil des ANSGA-Programms, bei dem die Apollo-Proben mit den neuesten Analyseverfahren untersucht werden.

Die Universität Arizona (UA) gehört bei der Analyse von Proben aus dem Weltraum zu den führenden Forschungsstätten in den USA. Wissenschaftler der UA leiteten die OSIRIS REx Mission, bei der eine Sonde Proben vom Asteroid Bennu nahm und zur Erde zurückbrachte.

Woher stammt Wasser?

Bei der Analyse des Mondgesteins geht Barnes unter anderem der Frage nach, wo in der frühen Entwicklungsphase unseres Sonnensystems das Wasser herkam. Forschungsstand aktuell ist, das Gesteinsbrocken aus dem Weltraum, sogenannte kohlenstoffhaltige Chondrite, das Wasser auf Erde, Mars und einige Asteroiden mitgebracht haben. Doch die Wissenschaft stehe da noch ziemlich am Anfang, sagt Barnes.

"Das Wasser auf dem Mond wurde erst vor zehn Jahren entdeckt, es befindet sich an der Oberfläche und ist in Mineralien enthalten", so die Professorin. Unbekannt sei noch, wie viel Wasser es insgesamt dort gebe und wie es dahin gelangt sei.

Hochmoderne Forschungsinstrumente

Die Astronauten Eugene A. Cernan (links) und Harrison H. Jack Schmitt an Bord von Apollo 17. Fotograf war Ronald E. Evans, Pilot des Kommandomoduls. Schmitt war Pilot der Mondlandefähre.
Die Astronauten Eugene Cernan (links) und Harrison Schmitt landeten auf dem Mond. Bildrechte: Ronaled Evans/NASA

Für die Analyse des Mondgesteins können die Forscher an der UA hochmoderne Geräte verwenden. Unter anderem verfügen die Labors über ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ein etwa dreieinhalb Meter großes Instrument, mit dem Quantenmechanische Untersuchungen möglich sind.

Mit einer Elektronenmikrosonde können die Gesteinsproben mit Elektronenstrahlung abgetastet werden. Und es gibt NanoSIMS, ein Gerät für Sekundärionen-Massenspektrometrie im Nanomaßstab. Mit dieser Technologie können laut Barnes Isotope in winzigsten Größenordnungen analysiert werden, die teilweise nur ein Fünfzigstel der Breite eines menschlichen Haares messen.

Stimmen die Modelle zur Entstehung von Erde und Mond?

Landeplätze der Apollo 12, 14 und 17 auf dem Mond
Landeplätze der Apollo 12, 14 und 17 auf dem Mond. Bildrechte: IMAGO

So wollen die Wissenschaftler auch flüchtigen Elementen wie Wasserstoff und Chlor im Gestein auf die Spur kommen. Davon erhoffen sie sich Erkenntnisse, wie das Magma zusammengesetzt war, das später zu Gestein kristallisierte. Diese Ergebnisse liefern dann Aufschluss darüber, ob die Modelle zur Entstehung von Erde und Mond stimmen.

Denn nicht nur die Messinstrumente seien deutlich präziser geworden. Es gebe auch ganz neue Simulationen, wie das System von Erde und Mond entstanden sein könnte, sagt Barnes. Deshalb sei es großartig, nun die 50 Jahre alten, aber bislang unverwendeten Proben untersuchen zu können. "Das hat die gleiche Qualität, als würde heute eine neue Probensammelmission gestartet", so die Forscherin.

Erkenntnisse über Lagerung

Neben den eigentlichen Untersuchungszielen wird die Analyse der 50 Jahre alten Proben auch Informationen darüber liefern, wie sich die Lagerungsbedingungen ausgewirkt haben. Erleichtert die Kühlung die Messung von Wasserspuren oder wäre eine Lagerung bei Umgebungstemperatur besser gewesen? Die Wissenschaftler sind gespannt.

(ens)

Thomas Reiter während eines Interviews. 8 min
Bildrechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 10. Januar 2017 | 06:50 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 19. Juni 2019, 16:24 Uhr