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Astronomie+Physik

Warum der Mond vor knapp vier Milliarden Jahren ein Magnetfeld hatte

Obwohl der Mond der nächste Himmelskörper an der Erde ist, umgeben ihn noch viele Rätsel. Eines davon – warum der Mond vor knapp vier Milliarden für kurze Zeit ein Magnetfeld hatte – können Dave Stegman von der University of California in Berkeley und Kollegen jetzt durch ein neues Modell erklären.

Planetare Magnetfelder werden von Dynamos im Innern der Planeten erzeugt, in der Erde etwa im flüssigen äußeren Kern, der aus einer Eisenlegierung besteht. Bisherigen Modellen zufolge hätte das Mond-Magnetfeld spätestens vor 4,2 Milliarden Jahren erlöschen müssen, weil aus dem Kern nicht genug Wärme entweichen konnte. Das verhinderte die Konvektion des flüssigen Eisens im Mondkern, die einen Dynamo hätte ankurbeln können. Proben von den Apollo-Missionen belegen jedoch, dass der Mond vor 3,9 bis vor 3,6 Milliarden Jahre ein starkes Magnetfeld besaß.

Im Fachblatt Nature (Bd. 421, S. 143) berichten die Forscher um Stegman jetzt, wie damals ein Magnetfeld zustande gekommen sein könnte. Ihren Berechnungen zufolge müsste sich der Mantel des Mondes nach der Entstehung geschichtet haben, so dass sich nach einer gewissen Zeit an der Grenze zwischen Kern und Mantel eine dichte, mit radioaktiven Elementen angereicherte Gesteinsschicht ablagerte. Die radioaktive Hitze erwärmte sowohl den Kern als auch das Gestein selbst, das dadurch leichter wurde und schließlich in pilzförmigen „Plumes“ nach oben stieg.

Diese Umwälzung dürfte nach den Berechnungen der Forscher vor etwa vier Milliarden Jahren stattgefunden haben. Der Mondkern kühlte sich nach diesem Ereignis für etwa 500 Millionen Jahre so stark ab, dass eine genügend starke thermische Konvektion einsetzte, um einen Dynamo in Gang zu halten. Möglicherweise kam es an der Oberfläche des Mondes in dieser Zeit verstärkt zu Vulkanismus, worauf Fernerkundungsdaten ebenfalls hinweisen.

Ute Kehse
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