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Astronomie+Physik

Mondbeben auf der Spur

Diese Verwerfungslinie ist eine von Tausenden, die der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA auf dem Mond entdeckt hat. Die neuen Forschungsergebnisse legen nahe, dass diese Verwerfungen noch heute aktiv sind. (Bild: LROC NAC frame M190844037LR; NASA/GSFC/Arizona State University/Smithsonian)

Im Gegensatz zu unserer „heißblütigen“ Erde scheint der Mond starr und steif zu sein – da regt sich nichts mehr, könnte man meinen. Doch wie nun Forscher berichten, ist unser Trabant möglicherweise noch immer tektonisch aktiv: Anhaltende Schrumpfungsprozesse verursachen demnach immer mal wieder oberflächliche Beben entlang der Verwerfungslinien von Krustenplatten, legen Analysen von Daten der Apollo-Missionen nahe.

Der Mond gleicht einer Rosine! Aus Aufnahmen des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA aus dem Jahr 2010 geht hervor: Der Mond schrumpfte im Zuge des Abkühlungsprozesses in seinem Inneren. Ähnlich wie eine Traube beim Schrumpeln zu einer Rosine eine faltige Oberflächenstruktur entwickelt, hat ein vergleichbarer Prozess auch beim Mond zu charakteristischen Spuren geführt: Beim „Verschrumpeln“ haben sich bestimmte Krustenabschnitte über benachbarte geschoben und dabei deutliche Verwerfungsstrukturen gebildet, so die aktuelle Erklärung.

Unklar blieb bisher jedoch, inwieweit dieser Prozess abgeschlossen ist. Einige der LRO-Aufnahmen legten bereits nahe, dass die Verwerfungsstrukturen relativ jung sind: Sie zeigen Erdrutsch-Spuren oder Felsbrocken und dazu relativ helle Flecken an Hängen, bei denen es sich offenbar um die Abbruchstellen handelt. Weil Verwitterungsprozesse auf der Mondoberfläche Materialien allmählich dunkler machen, wurden die helleren Bereiche als Hinweise darauf interpretiert, dass die verantwortlichen Prozesse noch nicht lange zurückliegen. Die aktuelle Studie der Forscher um Nicholas Schmerr von der University of Maryland untermauert nun diese Annahme und legt zudem nahe, dass der Mond noch immer tektonisch aktiv ist.

Apollo-Daten erneut analysiert

Diese Ergebnisse basieren auf der Auswertung von Daten, die im Rahmen der Apollo-Missionen 11, 12, 14, 15 und 16 entstanden sind. Die Astronauten hatten damals an vier Stellen der Mondoberfläche Seismometer angebracht. Wie die Forscher berichten, zeichneten diese Instrumente von 1969 bis 1977 insgesamt 28 deutliche Erschütterungen des Untergrunds auf. Wodurch sie entstanden sind, blieb allerdings unklar – auch Asteroideneinschläge hätten sie beispielsweise verursachen können.

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Im Rahmen ihrer Studie haben die Forscher diese Daten nun einer erneuten Analyse unterzogen. Sie entwickelten dazu einen Algorithmus, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Epizentren der Erschütterungen vergleichsweise präzise zu lokalisieren. Anschließend überlagerten die Forscher diese Ortsdaten mit den LRO-Bildern der Verwerfungen. So stellten sie fest: Die Epizentren von acht der Beben lagen deutlich im Bereich dieser Strukturen der Mondoberfläche. Die Forscher folgern daraus, dass die Beben von den Verwerfungslinien ausgegangen waren. Mit anderen Worten: Es handelte sich um tektonische Aktivität im Zusammenhang mit Verschiebungen der Krustenplatten.

Bewegung in der Mondkruste

Die Ergebnisse legen somit nun nahe, dass der Mond noch immer von einem Schrumpfungsprozess geprägt ist und sich deshalb Mondbeben entlang der Verwerfungslinien bilden können. Obwohl das letzte Beben im Jahr 1977 aufgezeichnet wurde, ist den Forschern zufolge davon auszugehen, dass es auch heute noch auf dem Mond gelegentlich rumpelt. „Es ist eine sehr spannende Vorstellung, dass diese Verwerfungsstrukturen noch aktuell für Beben sorgen“, sagt Schmerr.

Wie er und seine Kollegen berichten, untermauern zudem weitere interessante Hinweise ihre Schlussfolgerungen: Sie konnten zeigen, dass sechs der acht Beben stattfanden, als sich der Mond in der Nähe des Punktes seiner Umlaufbahn befand, an dem er am weitesten von der Erde entfernt ist. Wie sie erklären, verursacht die Schwerkraft der Erde dort einen Spitzenwert bei der Gesamtspannung in der Mondkruste, wodurch ein Verrutschen entlang der Verwerfungslinien besonders wahrscheinlich wird.

„Wir nehmen an, dass diese Beben durch Bewegungen an den Verwerfungen ausgelöst wurden, die auf der Spannung durch die Kontraktionsprozesse des Mondes basieren – mitausgelöst durch die Gezeitenkräfte. Dies zeigt, dass die Apollo-Seismometer einen Effekt des schrumpfenden Mondes aufgezeichnet haben und dass unser Trabant immer noch tektonisch aktiv ist“, resümiert Co-Autor Thomas Watters von der Smithsonian Institution in Washington.

Die Forscher wollen sich dem Forschungsthema nun auch weiterhin widmen: Sie planen, zukünftige Bilder von Verwerfungsregionen gezielt mit den vorhandenen Aufnahmen zu vergleichen, um mögliche Vorher-Nachher-Effekte aufzudecken: Vielleicht lassen die Spuren eines Erdrutsches auf ein kürzlich erfolgtes Mondbeben schließen.

„Die Ergebnisse unterstreichen außerdem für mich, dass wir zum Mond zurückkehren sollten“, sagt Schmerr. „Wir haben viel von den Apollo-Missionen gelernt – sie haben aber nur die Oberfläche angekratzt.“ Offenbar hofft der Wissenschaftler in diesem Zusammenhang auf Investitionen in sein Forschungsfeld: „Mit einem größeren Netzwerk an modernen Seismometern könnten wir unser Verständnis der Merkmale des Mondes erheblich verbessern“, so Schmerr.

Quelle: University of Maryland,

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