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Astronomie+Physik

Feuchte Überraschung

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Das Mondinnere ist reich an Wasser, zeigt dieser 30 Millionstel Meter großer Einschluss. (c) Thomas Weinreich, Brown University
Der Mond ist gar kein so trockener Geselle wie es Planetenforscher bislang annahmen: Die Oberfläche ist zwar fast völlig wasserfrei, doch das Gestein im Innern des Mondes enthält etwa genauso viel Wasser wie das Basaltgestein des Erdmantels, berichten jetzt Forscher um Erik Hauri. Das widerspricht bisherigen Annahmen zur Entstehung des Trabanten.

Bislang hatten alle Analysen gezeigt, dass Vulkangestein vom Mond extrem wenig flüchtige Elemente wie Wasser enthält. Daraus hatten Planetenforscher geschlossen, dass der gesamte Mond ein knochentrockener Körper ist. Der Annahme zufolge verdampften die flüchtigen Stoffe, als der Mond geboren wurde. Vermutlich ballte er sich aus geschmolzenen Trümmern zusammen, die nach dem Einschlag eines Planeten-Embryos auf der Proto-Erde um diese herumschwirrten. Dabei dürften viele flüchtige Stoffe im All verschwunden sein.

Doch das Wasser ging gar nicht verloren, zeigt nun die Studie von Hauri und Kollegen. Das Mondgestein in der Tiefe enthält genauso viel Wasser wie irdisches Basaltgestein aus dem Erdmantel. Allerdings liegt es nicht in flüssiger Form vor, sondern ist in Mineralien gebunden. Auch andere flüchtige Elemente wie Fluor, Chlor oder Schwefel sind genauso häufig wie auf der Erde.

Die Forscher nahmen winzige Splitter aus Vulkangestein unter die Lupe, die die Astronauten der Mission Apollo 17 zur Erde gebracht hatten. Die orangefarbenen Steinchen waren vor Urzeiten bei einem explosiven Vulkanausbruch an die Mond-Oberfläche geschleudert worden. Die Forscher untersuchten Tausende davon, in der Hoffnung, darin unveränderte Proben aus dem Mondinneren zu finden. Tatsächlich entdeckten sie in sieben der Kristalle dunkle Einschlüsse. Dabei handelte es sich um winzige Schmelztröpfchen, die noch vor dem Vulkanausbruch von den wachsenden Kristallen eingeschlossen worden waren.

„Diese Einschlüsse sind ein Fenster ins Mondinnere“, sagt James Van Orman, ein Mitglied des Teams. Weil die winzigen Schmelztröpfchen bereits in einem festen Kristall steckten, als sie die Mondoberfläche erreichten, konnten ihr Wasser nicht entweichen. Sie haben daher die ursprüngliche, wasserreiche Zusammensetzung des Magmas gespeichert.

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Nach dem überraschenden Fund nehmen die Forscher nun an, dass das Oberflächengestein des Mondes deswegen so wenig flüchtige Substanzen enthält, weil diese Stoffe während vulkanischer Eruptionen im luftleeren Raum fast vollständig entwichen. Sie haben verschiedene Ideen dazu, wie der Mond sein inneres Wasser trotz seiner gewaltsamen Geburt behalten haben könnte. Entweder war zumindest ein Teil der Trümmerstücke gar nicht geschmolzen, aus denen sich später der Mond bildete. Nach dem Mega-Einschlag könnte aber auch eine Art Wolke Erde und Trümmer umhüllt haben, durch die sich die flüchtigen Stoffe gleichmäßig verteilten.

Erik Hauri (Carnegie Institution, Washigton) et al.: Science, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1126/science.1204626 wissenschaft.de – Ute Kehse
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