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Geologie des Mondes Kruste, Krater & das Mondgesicht

Unter der grauen, mit Kratern übersäten und mit dickem Mondstaub bedeckten Oberfläche des Mondes ist einiges los: Unser Trabant ist kein toter Klumpen Gestein. Mondbeben rumoren und seine Kruste gibt bis heute Rätsel auf.

Stand: 17.01.2019

Monde sind meist "tote" Himmelskörper: Sie sind so klein, dass sie längst erkaltet sind, ohne Aktivität in ihrem Inneren. Ganz anders die Planeten: Die großen Gasplaneten sind noch so aktiv, dass sie - in geringem Maße - sogar selbst leuchten. Und bei uns zeugen Erdbeben und ausbrechende Vulkane von der Aktivität unter der Kruste unseres Planeten.

Es gibt natürlich Ausnahmemonde wie Jupiters Io mit regem Vulkanismus. Umgekehrt sind nicht alle Planeten so quicklebendig: Merkur etwa ist durch seine Nähe zur Sonne vermutlich komplett ausgehärtet. Die kleinsten Monde sind eingefangene Asteroiden - schlichte Gesteinsbrocken, die noch nie geologisch aktiv waren.

Tiefschichtig und mit hartem Kern

Blick ins Innere des Mondes

Da hat unser großer Mond mehr zu bieten: Er ist zwar nicht mehr aktiv, doch sein Aufbau ist komplex: Er hat eine dicke Kruste, viel dicker als die der Erde. Auf der uns zugewandten Seite ist die Mondkruste rund siebzig Kilometer dick, auf der erdabgewandten Seite dagegen 150 Kilometer. Warum, ist bis heute nicht geklärt. Unter der Kruste befindet sich ein Mantel aus Basaltgesteinen, ähnlich dem der Erde. Während bei unserem Planeten jedoch Teile des Mantels geschmolzen sind und als Magma bei Vulkanausbrüchen hervortreten, ist der Mond vermutlich in seinem Inneren inzwischen vollständig ausgehärtet. Im Innersten vermuten Astronomen auch beim Mond einen Eisenkern von 100 bis 400 Kilometern Radius.

Von der Erde durchgewalkt

Die Oberfläche des Mondes

Ganz so ruhig ist der erkaltete Mondkörper aber nicht: Seit die Apollo-Missionen Seismometer auf dem Mond hinterließen, wissen wir, dass er beständig erschüttert wird - mit einer Stärke bis zu 5,5 auf der Richterskala. Allein Sonnenauf- und -untergang rufen leichte Schauder in seiner Kruste hervor, die sich dabei stark erwärmt und abkühlt. Immerhin dauern Tag und Nacht auf dem Mond je zwei Wochen.

Unser Begleiter vibriert auch jedes Mal, wenn ein Meteorit in ihn einschlägt.

Auch unsere Erde bewegt den Mond in seinem Innersten, in Tiefen bis zu tausend Kilometer unter der Kruste: Die Gezeitenkraft unseres Planeten walkt den Mond förmlich durch.

Rülpst der Mond manchmal?

Frische Flecken

Unser alter, staubiger Mond müsste eigentlich geologisch tot sein. Doch es gibt Regionen, die wirken ganz frisch und jung, wie die Ina-Struktur. Sie ist scharf zerklüfftet, kaum von Meteoriten zerschossen und nicht vom üblichen dicken Mondstaub bedeckt.

Junges Mondgesicht

Ein US-amerikanisches Forscherteam nahm 2006 die rund acht Quadratkilometer große Ina-Region genauer unter die Lupe, mit Aufnahmen der Apollo-Missionen und Spektralanalysen des Gesteins. Ihr Ergebnis: Hier ist die Mondoberfläche höchstens zwei Millionen Jahre alt. Ein Fleckchen "Babyface" also im Vergleich zum Milliarden Jahre alten Mond. Doch was gestaltet die Oberfläche des Mondes um?

Akute Verdauungsprobleme?

Die Erklärung lieferten die US-Astronomen gleich mit: Vielleicht gab es in "jüngerer" Zeit Gasausbrüche aus dem Inneren des Mondes, die den Mondstaub weggeblasen haben und damit diese kaum verwitterten Strukturen der Ina-Region freilegten. Vielleicht sammelt sich sogar heute noch im Mondinneren Gas, dass manchmal explosionsartig entweicht. Das hieße allerdings, dass der Mond noch quicklebendig wäre, wenn er hin und wieder kräftig rülpst ...

Von Kratern zernarbt

Der Mond ist einem Bombardement durch Meteoriten ausgesetzt. Krater und Staub ...

Unser silbriger Mond ist übrigens gar nicht so hell: Die Albedo, seine Rückstrahlfähigkeit, liegt nur bei 0,12, er reflektiert also nur 12 Prozent des einfallenden Lichts - weniger als Asphalt. Kein Wunder, denn er ist von meterdickem Mondstaub bedeckt, dem sogenannten Regolith. Das entsteht durch das permanente Bombardement durch Meteoriten, bei dem Mondgestein förmlich pulverisiert wird.

Die Auswertung von über 14.000 Bildpaaren der Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hat ergeben, dass auf dem Mond jedes Jahr 180 neue Krater von mehr als zehn Metern Durchmesser auf der Mondoberfläche entstehen – und damit wesentlich mehr als Forscher angenommen hatten.

Tief in die Krater geguckt

Kleines Krater-Rätsel

Warum wächst die Zahl der Mondkrater nicht?

Der Mond ist von Kratern übersät, die Meteoriten in seine Oberfläche geschlagen haben. Zigtausende sind es, viele davon fast so alt wie der Mond selbst: ein paar Milliarden Jahre. Doch auch heute noch schlagen ständig Meteoriten in ihn ein. Warum nimmt die Anzahl der Mondkrater trotzdem nicht zu?

Ganz einfach!

Die Antwort ist überraschend einfach: Es gibt derart viele Mondkrater, dass sie fast nahtlos ineinander übergehen. Es gibt gar keinen Platz mehr für noch mehr Krater: Wenn ein Meteorit einschlägt, bildet er natürlich einen neuen Einschlagkrater. Doch dabei zerstört er zwangsläufig einen alten - und die Anzahl der Mondkrater bleibt gleich.

Sternenstaub auf dem Mond

Eisen einer Supernova auf dem Mond gefunden

Probennahme auf der Mondoberfläche

Ein sehr massereicher Stern explodiert zum Ende seines Lebens. Dabei schleudert er einen Großteil seiner Materie ins Weltall. Von solchen Sternenexplosionen zeugt das radioaktive Eisen-Isotop Fe-60. Im April 2016 haben nun Forscher der Technischen Universität München (TUM) bekannt gegeben: Sie entdeckten in Mond-Proben, die die Apollo-Missionen zur Erde brachten, dieses Supernova-Eisen in ungewöhnlich hoher Konzentration.

Supernovae in der Nähe unseres Sonnensystems

Die Forscher sehen sich darin bestätigt, dass sich vor rund zwei Millionen Jahren mindestens eine Sternenexplosion in der Nähe unseres Sonnensystems ereignet haben muss. Darauf deute auch, so die Wissenschaftler, das vor Jahren in der Tiefsee des Pazifischen Ozeans entdeckte radioaktive F-60. Denn zum einen entsteht das Eisen-Isotop fast ausschließlich bei Sternenexplosionen. Zum anderen hat es eine Halbwertszeit von "nur" 2,62 Millionen Jahren, unser Sonnensystem wird dagegen auf fast 4,6 Milliarden Jahre geschätzt. Wäre das auf der Erde entdeckte Fe-60 aus der Zeit der Entstehung unseres Sonnensystems, wäre es also schon längst restlos zerfallen.

Supernova in 300 Lichtjahren Entfernung

"Wir gehen daher davon aus, dass das Fe-60 in beiden Funden, Mond und Erde, denselben Ursprung hat: Es handelt sich um die Ablagerungen von frisch erzeugtem Sternenmaterial, das in einer oder mehreren Supernovae produziert wurde", so Gunther Korschinek von der TUM. Zudem können die Forscher anhand der Funde auf dem Mond auch auf die damalige Entfernung zum Supernova-Ereignis schließen: "Der gemessene Fe-60 Fluss entspricht einer Supernova in einem Abstand von etwa 300 Lichtjahren", erklärt Korschinek.

Internationales Forschungsprojekt

Die Proben des Mondes wurden am hochempfindlichen Beschleuniger-Massenspektrometer des Maier-Leibniz-Laboratoriums in Garching untersucht. An der Studie, die im April 2016 erschien, warem neben der Physiker der TUM auch Wissenschaftler der US-amerikanischen Rutgers University und des Planetary Science Institute in Los Alamos, USA, beteiligt.

Das Gesicht des Mondes - Meere aus Magma

Das vertraute Gesicht des Mondes entsteht durch die "Maria", Lavabecken auf dem Mond.

Große, dunkle Flächen bedecken ein Drittel der uns zugewandten Mondoberfläche und bilden das typische Mondgesicht. Es sind die sogenannten Maria: Tiefebenen mit einem Lavaboden.

Entstanden sind sie vermutlich in der Frühzeit des Mondes, als seine Kruste noch weich und sein Inneres noch flüssig waren.

Große Meteoriten konnten die Kruste durchschlagen, so dass flüssiges Magma hervorquoll und den Krater flach ausfüllte: Ein "Mare" entstand - benannt nach dem Meer, für das es früher gehalten wurde.

Auf der erdabgewandten Seite des Mondes gibt es übrigens fast keine Maria. Der Grund dafür könnte sein, dass dort die Mondkruste mehr als doppelt so dick ist und nicht so leicht durchschlagen werden konnte.

Wenn zwei Monde kollidieren

Mondentstehung

Wie der Mond tatsächlich entstanden ist, kann bis heute keiner wirklich genau sagen. Die plausibelste Hypthese bis heute: Er ist das Resultat einer kosmischen Katastrophe 4,5 Milliarden Jahre vor unserer Zeit. Theia, ein marsgroßer Himmelskörper, soll damals mit der Proto-Erde kollidiert sein. Dabei wurden Unmengen an Staub und Materie ins Weltall auf eine Umlaufbahn um die Proto-Erde geschossen. All das Geröll hat sich dann zum Mond geballt.

Unterschiedliche Seiten

Doch eines können sich die Forscher bis heute nicht erklären: Warum sehen die Vorder- und die Rückseite des Mondes so unterschiedlich aus? Vorne gibt es riesige Krater mit planen Lavaböden - Mare genannt. Die gibt es auf der Rückseite gar nicht, dafür bergiges, stark zerklüftetes Hochland, und die Kruste ist mehr als doppelt so dick.

Gab es einen zweiten Mond?

Forscher aus den USA stellten eine andere Hypothese auf: Laut ihr sind nach dem Zusammenstoß von Proto-Erde und Theia nicht einer, sondern zwei Monde entstanden. Der kleinere von beiden soll dann mit unserem heutigen Mond kollidiert sein. Das Gestein lagerte sich an der getroffenen Mondseite an und bildet demnach die zerklüftete Berglandschaft und die dickere Kruste auf der Mond-Rückseite. Dieses Szenario funktionierte zumindest in den Computersimulationen der Forscher.

Luftleerer Raum

Es gibt eigentlich keine Atmosphäre auf dem Mond. Zwar finden sich Spuren von Wasserstoff, Helium, Neon und Argon. Es sind Teilchen des Sonnenwindes, von der Mondmasse angezogen, oder aus dem Mondgestein austretende Gase, doch in verschwindend geringen Mengen. Während auf der Erde in Höhe des Meeresspiegels normalerweise ein Luftdruck von einem Bar herrscht, beträgt der Druck auf dem Mond nicht mal ein Billiardstel Bar. Ein Umstand, den die Mondmission Apollo 15 für einen historischen Beweis nutzte, wie der Film links zeigt.


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