Irdischer "Bio"-Sauerstoff trifft den Mond

Illustration zur Studie. (Bild: Credit: Osaka Univ. / NASA)

Immer wieder rückt der Mond in einen "Windschatten": Wenn die Erde zwischen Sonne und Mond liegt, schirmt ihr Magnetfeld den Sonnenwind von ihrem Trabanten ab. Genau dann rieselt eine "geladene" Sauerstoff-Dusche von der Erde zum Mond, haben japanische Forscher festgestellt. Ihnen zufolge könnte dadurch im Mondboden eine Art chronologische Signatur der Entwicklung der biologisch geprägten Erdatmosphäre stecken.

Unsere kosmische Heimat besitzt einen kostbaren Schutzschild: Das Erdmagnetfeld bewahrt uns weitgehend vom Strom der geladenen Teilchen, der ständig von der Sonne ausgeht. Dieser sogenannte Sonnenwind besteht hauptsächlich aus ionisiertem Wasserstoff, enthält aber auch Spuren anderer geladener Elemente – so auch Sauerstoff-Ionen. Im Gegensatz zur Erde prasseln die Partikel des Sonnenwindes normalerweise ungehindert auf den Mond ein – doch an fünf Tagen seiner Umlaufzeit ist dies nicht der Fall: Wenn die Erde zwischen dem Mond und der Sonne liegt, befindet sich unser Trabant gleichsam im Windschatten des Magnetfeldes der Erde, wodurch er ebenfalls von der Teilchenstrahlung der Sonne abgeschirmt wird.

Sauerstoff-Dusche im Windschatten der Erde

In dieser Phase können Ionen von der Erde zum Mond strömen, ging bereits aus früheren Untersuchungen von Mondboden hervor: Bestimmte Isotopenzusammensetzungen von Stickstoff und Edelgasen legen nahe, dass sie ursprünglich von der Erde auf den Mond gelangt sind. Ob allerdings auch geladene Teilchen des Lebens-Gases Sauerstoff den Mond erreichen, war bislang durch die nicht eindeutigen Charakteristika der Isotopenmuster unklar: Die Spuren in Mondmaterial hätten auch vom Sonnenwind stammen können. Die Forscher um Kentaro Terada von der Osaka Universität in Toyonaka haben nun eine andere Möglichkeit genutzt, um dem möglichen Sauerstoff-Strom auf die Spur zu kommen: Sie nutzten Daten der Forschungssonde Kaguya der japanischen Raumfahrtagentur JAXA, die sich von 2007 bis 2009 in einer Umlaufbahn um den Mond befand.

Aus den Messergebnissen bestimmter Instrumente der Sonde wurde deutlich: Immer wenn der Mond durch das irdische Magnetfeld vor dem Sonnenwind abgeschirmt wird, erreichen ihn tatsächlich auch geladene Sauerstoffteilchen unseres Planeten. Sie lösen sich von den äußeren Schichten der Erdatmosphäre und erreichen die Mondoberfläche dann in einer Art Erdwind. Durch ihre hohe Geschwindigkeit können sie  geringfügig in das Oberflächenmaterial des Mondes eindringen und dort erhalten bleiben, erklären die Forscher.

Spuren irdischen Lebens auf dem Mond

Ihnen zufolge läuft dieser Prozess bereits seit etwa 2,5 Millionen Jahren ab - seitdem sich in der Erdatmosphäre nennenswerte Sauerstoffkonzentrationen angesammelt haben. Da der meiste Sauerstoff der Erde ein Produkt des Lebens ist, bedeute dies: Der Mond wurde für einen Großteil seiner Geschichte kontinuierlich von diesen Spuren des Lebens berieselt. Möglicherweise könnte sich dadurch im Mondboden eine chronologische Signatur der Entwicklung der biologisch geprägten Erdatmosphäre abzeichnen, sagen die Forscher.

Ob man dieses Archiv allerdings zur Erforschung der Erdgeschichte nutzen kann, bleibt fraglich, räumen Terada und seinen Kollegen ein. Vermutlich wäre es schwierig, den Sauerstoff, der durch den Sonnenwind auf den Mond gelangt ist, von dem Sauerstoff des Erdwindes zu unterscheiden, sagen die Wissenschaftler. Doch eins scheint nun dennoch klar: Das irdische Leben hat sogar dem Mond einen Stempel aufgedrückt.

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