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Astronomie+Physik

Wie das größte „Meer“ des Mondes entstand

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Credit: Kopernik Observatory/NASA/Colorado School of Mines/MIT/JPL/Goddard Space Flight Center
In klaren Vollmondnächten sieht man es deutlich – Krater und Narben prägen das Mondgesicht, darüber hinaus aber auch noch ein weiteres Merkmal: Dunkle Flächen, die sogenannten Maria. Es handelt sich um Formationen aus erstarrter Lava, die aus der feurigen Entstehungsphase des Mondes stammen. Im Fall des größten dieser „Mond-Meere“ konnten Forscher nun nachweisen, dass es nicht durch einen Asteroideneinschlag entstanden ist, wie zuvor vermutet, sondern durch geologische Besonderheiten: Vor drei bis vier Millionen Jahren bildete der Mond hier selbst ein Magma-Meer aus.

Der Oceanus Procellarum – der Ozean der Stürme – ist mit einer Fläche von mehr als vier Millionen Quadratkilometern das größte aller „Mond-Meere“. Der Ursprung dieser prominenten Formation war bisher jedoch unklar. Einige Astronomen vermuteten, dass einst ein gewaltiger Asteroideneinschlag das Becken des Oceanus Procellarum formte und es sich dann mit Lava füllte. Bei anderen Meeren scheint diese Entstehungsgeschichte plausibel, doch ungewöhnliche Strukturen machten sie im Fall des Ozeans der Stürme fraglich. Seine Form ist nicht wie bei den anderen rund, sondern hat eher die Gestalt eines Hufeisens. Außerdem fehlen umgebende Bergformationen, wie sie für ein Krater-Becken typisch wären.

Der Mond im „Röntgen-Blick“

Die Forscher um Jeffrey Andrews-Hanna von der Colorado School of Mines in Golden haben nun buchstäblich tiefgehende Einblicke in die Formationen des Oceanus Procellarum gewonnen. Sie nutzten Daten der GRAIL Mission der NASA: Seit 2012 umkreist diese Sonde den Mond und erstellt detaillierte Karten seiner Gravitation. Dies liefert wichtige Informationen über die Merkmale der Kruste unter seiner Oberfläche. „Es ist als ob man die Kruste auf Röntgenaufnahmen betrachtet“, sagt Co-Autor Jim Head von der Brown University in Providence. Was man dabei entdecken kann, sind Spuren uralter Strukturen.

Die Forscher stellten bei ihren Untersuchungen fest, dass der Oceanus Procellarum von einer Serie linearer Anomalien gekennzeichnet ist, die ein gigantisches Rechteck bilden. Diese Strukturen scheinen die Überbleibsel von Rissen in der Mondkruste zu sein, sagen die Forscher. Sie könnten die Quelle für Lava gewesen sein, die in der Zeit von vor drei bis vier Milliarden Jahren das Areal flutete. Dieses feurige Meer erstarrte dann schließlich und bildete den dunklen Basalt, den wir heute von der Erde aus sehen können.

Risse und Lavafluten

Für die Entstehung der Risse war den Forschern zufolge die besondere Zusammensetzung des Materials im Bereich des Oceanus Procellarum verantwortlich. Man geht davon aus, dass der Mond einst komplett von flüssiger Lava bedeckt war, die langsam erstarrte und die heutige Oberfläche bildetet. Im Bereich des Oceanus Procellarum könnte dieser Prozess jedoch verzögert gewesen sein. Hier enthält das Material nämlich viele radioaktive Elemente, die Wärme erzeugen, sagen die Forscher. Dadurch könnte sich das Gebiet erst abgekühlt haben, nachdem der Rest der Mondoberfläche bereits erkaltet war. Als dann schließlich aber auch die Procellarum Region erkaltete, könnte sie sich zusammengezogen und dabei die Risse an ihren Seiten geöffnet haben. Aus ihnen strömte dann erneut Lava, die das Gebiet flutete, vermuten die Forscher.

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„Wir glauben, dass dies eine plausible Alternative zu der Einschlags-Theorie darstellt“, sagt Head. „Alles was wir festgestellt haben deutet auf interne Kräfte bei der Entstehung des Procellarums hin“, betont der Astronom. „Unsere Daten können darüber hinaus nun auch für das Verständnis der Entwicklungsgeschichte anderer Monde und Planeten hilfreich sein“, meint Head.

Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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