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Astronomie+Physik

Das Innenleben des Mondes

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Mond mit Pockennarben: Variationen im Schwerefeld werden im wesentlichen von der Topographie verursacht. © NASA/JPL-Caltech/MIT/GSFC
Gewaltige Meteoriteneinschläge haben die äußere Hülle des Mondes und wahrscheinlich auch der Erde während der ersten Jahrmilliarde nach ihrer Entstehung zu Staub zermahlen. Das zeigen die ersten Ergebnisse der NASA-Mission GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), die drei Forscherteams jetzt in der Zeitschrift „Science“ vorstellen. Die zwei GRAIL-Satelliten ?Ebb? und ?Flow? haben bereits das Schwerefeld des Mondes mit bislang unerreichter Präzision vermessen. Die Messungen enthüllen auch, dass die Kruste des Mondes dünner ist als gedacht und dass er sich zu Beginn seiner Geschichte ausgedehnt haben muss.

Die beiden Satelliten, jeweils von der Größe einer Waschmaschine, umkreisen den Mond seit Anfang des Jahres mit einem Abstand von 200 Kilometern. Wird der vordere der beiden durch eine massereiche Struktur auf dem Mond ? zum Beispiel einen hohen Kraterrand oder eine Ansammlung schweren Gesteins im Untergrund ? stärker angezogen als der hintere, entfernen sie sich voneinander. Die GRAIL-Satelliten sind in der Lage, Abstandsänderungen von wenigen Mikrometern pro Sekunde zu registrieren.

Jetzt konnten die Forscher um Maria Zuber mit Hilfe von Höhenmessungen des Lunar Reconnaissance Orbiter den Einfluss der Topographie herausrechnen und damit die Massenverteilung im Inneren des Mondes sichtbar machen. Die Karte, die sie erhielten, überraschte die Forscher: ?Wir waren sprachlos?, sagt Maria Zuber. Denn im Gegensatz zum narbigen Äußeren des Mondes scheint das Innere äußerst homogen zu sein. Nur unter den großen Einschlagbecken befinden sich Ansammlungen schweren Gesteins. Der größte Teil der Kruste besteht allerdings aus relativ leichtem, porösem Gestein. 98 Prozent der Kruste seien von gewaltigen Meteoriteneinschläge pulverisiert worden, berichten die Forscher.

?Das bedeutet, dass auch die Erde und die anderen Gesteinsplaneten viel stärker bombardiert wurden als bislang angenommen?, sagt Zuber. Die Forscher errechneten aus den Daten, dass die Mondkruste zwischen 34 und 43 Kilometer dick ist ? 10 bis 20 Kilometer weniger als bislang angenommen. Einige der großen Einschläge auf der Vorderseite des Mondes könnten die Kruste komplett durchschlagen und Mantelgestein an die Oberfläche gefördert haben, folgern die Autoren.

Auf der Karte des Schwerefeldes zeichnen sich vor allem die zahlreichen Krater des Mondes ab. Allerdings entdeckten die Forscher auch etwa 20 lineare Strukturen, die mehrere hundert Kilometer lang sind. Sie vermuten, dass es sich um Risse handelt, die in der Frühgeschichte des Mondes aufbrachen, weil sich der Trabant insgesamt ausdehnte. Anschließend strömte Magma in die Spalten und füllte die Bruchzonen auf.

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Die beiden GRAIL-Satelliten haben inzwischen ihre Bahnhöhe von 55 auf 22 Kilometer verringert. Demnächst sollen sie noch weiter herabsinken und in elf Kilometern Höhe über die Mondoberfläche rasen. Die Mission soll schon am 17. Dezember enden ? danach werden die beiden Sonden schließlich der Schwerkraft des Mondes zum Opfer fallen.

Maria Zuber (Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, USA) et al.: Science, Online-Vorabausgabe, doi: 10.1126/science.1231507 Jeffrey Andrews-Hanna (Colorado School of Mines in Golden, USA) et al.: Science, Online-Vorabausgabe Mark Wieczorek (Université Paris Diderot in Paris, Frankreich) et al.: Science, Online-Vorabausgabe © wissenschaft.de – Ute Kehse
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