Mond: Asteroiden als Wasserbringer - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Astronomie+Physik

Mond: Asteroiden als Wasserbringer

16-05-31-asteroiden.jpg
Aus diesen Quellen erhielt der junge Mond sein Wasser (Grafik: LPI/David A. Kring)
Eigentlich müsste das Mondgestein knochentrocken sein – doch das ist es nicht, wie Messdaten von Mondsonden belegen. Seitdem rätseln Planetenforscher daher, woher der Mond einst sein Wasser bekam. Aus den Trümmern seiner Entstehung? Von Kometen oder Asteroiden? Diese Fragen hat ein Forscherteam nun erneut untersucht und kommt zu dem Ergebnis: Ein Großteil des lunaren Wassers stammt wahrscheinlich von Einschlägen wasserreicher Asteroiden auf dem noch sehr jungen Erdtrabanten.

Gängiger Theorie nach entstand der Mond durch eine planetare Katastrophe: Eine Kollision der jungen Erde mit einem knapp marsgroßen Himmelskörper schleuderte Material ins All, aus dem sich der Trabant unseres Planeten bildete. Bei diesem Prozess verdampften große Menge Wasser und auch ein Teil des Gesteins. Der aus den Trümmern entstehende Mond muss daher seine Existenz extrem trocken und wasserarm begonnen haben. Doch spätestens nach Analysen von Mondgestein der Apollo-Missionen ist klar: Der Mond besitzt trotzdem Wasser, wenn auch nur sehr kleine Mengen. Im Gestein nicht nur der lunaren Kruste, sondern auch des tiefer liegenden Mantels sind Wasser (H2O) und Hydroxyl (OH) gebunden. Forscher schätzen diesen Wassergehalt auf zwischen 10 und 300 parts per million (ppm). Es stellt sich die Frage, woher dieses tief im Gestein gespeicherte Wasser stammt. „Die isotopische Ähnlichkeit dieses Wassers mit dem auf der Erde spricht dafür, dass der Mond sein Wasser entweder doch direkt von der Proto-Erde erbte oder aber kurz nach der Bildung des Mondes Erde und Mond Wasser von außen erhielten“, erklären Jessica Barnes von der Open University in Milton Kaynes und ihre Kollegen.

Bisher vermuteten Planetenforscher, dass Kometen während der Frühzeit des Sonnensystems als kosmische Wasserbringer fungiert haben könnten. Ihre Einschläge könnten sowohl der Erde als auch dem Mond Wasser und organische Moleküle gebracht haben. Doch jüngste Isotopen-Analysen, unter anderem durch die Rosetta-Sonde am Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, stellten fest, dass die Isotopensignaturen des Kometeneises nicht zum Wasser auf Mond und Erde passen. Barnes und ihre Kollegen haben daher nun ein anderes Szenario untersucht: Asteroiden als Wasserbringer. Wie sie erklären, kommen dafür nur Einschläge in einem engen Zeitfenster von der Entstehung des Mondes bis zur vollständigen Erstarrung des lunaren Magmaozeans in Frage – ein Zeitraum von rund 200 Millionen Jahren. Denn nur dann kann das kosmische Wasser tief genug ins Gestein eingedrungen sein, um im lunaren Mantel zu landen. Für ihre Studie verglichen die Forscher daher zum einen Wassergehalt und Isotopenzusammensetzung bei verschiedenen bekannten Asteroidentypen. Zum anderen errechneten sie, wie viele und welche Himmelskörper auf dem jungen Mond eingeschlagen haben müssen, um den Wassergehalt im Mondmantel zu erklären.

Viele Chondriten und nur ein paar Kometen

Ihr Ergebnis: Von allen Asteroidentypen passen die kohlenstoffhaltigen Chondriten am besten zum lunaren Wasser. Um einen komplett trockenen Mond zu „wässern“, müssten ihre Einschläge die gewaltige Menge von knapp 40 Billiarden bis 2 Trillionen Kilogramm Wasser in den lunaren Magmaozean eingebracht haben, wie die Forscher errechneten. Dieses Wasser könnte theoretisch durch viele kleine oder aber durch wenige große Einschläge eingetragen worden sein. Zwar gehen Studien davon aus, dass in der Anfangszeit von Erde und Mond etwas weniger Einschläge stattfanden als später, vor rund 3,9 Milliarden Jahren beim sogenannten Late Heavy Bombardement. Barnes und ihre Kollegen argumentieren aber, dass mindestens zwölf große Mondkrater bekannt sind, die in dieser Frühzeit entstanden sein müssen. „Das demonstriert, dass es auch schon sehr früh in der Geschichte des Mondes große Impakte gab“, so die Forscher.

Die Forscher überprüften aber auch erneut, ob nicht vielleicht doch Kometen zumindest einen Teil des Wassers auf den Mond gebracht haben könnten. Dafür bezogen sie die Isotopensignaturen von zehn bekannten Kometen mit ein. Ihr Fazit: „Weil das Kometenwasser bis auf zwei Ausnahmen deutlich erhöhte Deuteriumwerte aufweist, muss ihr Beitrag zum lunaren Wasser begrenzt gewesen sein“, so Barnes und ihre Kollegen. Ihren Berechnungen nach kann höchstens 20 Prozent des lunaren Mantelwassers von Kometen stammen. „Wir schlagen daher vor, dass der Großteil des durchschnittlichen Wassergehalts im Mondgestein durch kohlenstoffhaltige chondritische Asteroiden eingetragen wurde und nur ein kleiner Teil durch deuteriumreiche Kometen aus der Oortschen Wolke oder dem Kuipergürtel“, so die Wissenschaftler. Diese Verteilung passt recht gut zu früheren Schätzungen der Einschlagshäufigkeiten beider Arten von Objekten auf Erde und Mond.

Anzeige

Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Liken und keine News mehr verpassen!

Anzeige

Star Trek: Heimatwelt von Spock entdeckt

Astronomen entdecken Supererde um nahen Stern 40 Eridani A weiter

Chemie: Gibt es "Geisterbindungen"?

Raffinierte Manipulation bringt Atome zur chemischen Bindung mit leerem Raum weiter

Der Tropengürtel ist gewachsen

Klimazone der Tropen verbreitert sich um 0,5 Grad pro Jahrzehnt weiter

Nanosilber schadet Fischen

Nanopartikel im Wasser beeinträchtigen die Gesundheit von Zebrafischen langfristig weiter

Wissenschaftslexikon

Mor|gen|stern  〈m. 1; unz.〉 1 〈Astron.〉 Wandelstern Venus 2 mittelalterliche Schlagwaffe, eine derbe Keule mit stachelbesetztem Kopf; ... mehr

Schup|pen|flos|ser  〈m. 3; Zool.〉 bunter Fisch, dessen Schuppen auf die Flossen übergreifen

♦ Hy|dro|dy|na|mik  〈f. 20; unz.; Phys.〉 Lehre von der Bewegung der inkompressiblen Medien, besonders der Flüssigkeiten, von strömenden Flüssigkeiten; →a. Hydrostatik ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige