Kollisionen, riesige Krater und Seen aus flüssiger Lava – all das gab es auf unserem Mond, wie Wissenschaftler nun in einer spektakulären Entdeckung herausgefunden haben.
Wir schreiben das Jahr 1959. Eine Raumsonde der Sowjets ist auf einer absolut historischen Mission, vermutlich eine der historischsten der gesamten Menschheitsgeschichte. Lunik 3 soll das erste Mal die Rückseite, also die erdabgewandte Seite des Mondes erkunden. Der Mond rotiert um die Erde mit einer sogenannten gebundenen Rotation. Das bedeutet, wir sehen immer nur dieselbe Seite.
Was ist auf der anderen Seite des Mondes?
Seit Anbeginn der Menschheit haben unsere Vorfahren hoch zum Mond gesehen und sich gefragt: Was ist eigentlich auf der anderen Seite? Dieses Menschheitsrätsel sollte nun Lunik 3 lösen. Und tatsächlich: Lunik schickte das untenstehende Foto zurück. Das erste Mal, das die Menschheit die andere Seite des Mondes zu Gesicht bekam. Was für ein unglaublicher Meilenstein.
Seit den Anfängen der Monderforschung steht die Wissenschaft vor einem großen Rätsel: Die erdabgewandte Seite des Mondes besitzt mehr Krater als die erdzugewandte Seite, die eher von riesigen gleichmäßigen Tiefebenen durchzogen ist, den sogenannten Mond-Maren. Auf der Darstellung unten seht Ihr die Unterschiede zwischen den beiden Seiten.
Weshalb es so große Unterschiede zwischen Vorder- und Rückseite gibt, war lange Zeit ungeklärt. Denn mit der frühen Entstehungsgeschichte des Mondes an sich ist es nicht zu erklären. Nach allgemein anerkannter Theorie entstand der Mond vor knapp viereinhalb Milliarden Jahren, als ein anderer Planet namens Theia die noch junge Erde gerammt hat. In diesem kolossalen Planeten-Crash ist ein riesiges Stück der Erde abgebrochen, Theia wurde komplett zerstört und aus den Überresten von Theia und den Stücken der Erde formte sich der Mond. Da er sich aus einer heißen Masse von planetarem Material formte, ist nicht wirklich ersichtlich, weshalb die beiden Seiten sich unterscheiden sollten. Vielmehr müssten sie relativ gleichmäßig aussehen. Irgendwas scheint also nach der Entstehung des Mondes noch passiert zu sein.
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Einschlag ist Schuld für die unterschiedlich aussehenden Mondseiten
Der Planetenforscher Matt Jones von der Brown University ist dem Rätsel nun auf die Schliche gekommen und hat herausgefunden, was unserem Mond wahrscheinlich zugestoßen ist. Die Antwort ist, wie fast immer im Weltraum, eine Kollision. Scheinbar erlitt der Mond einige Zeit nach seiner Entstehung einen heftigen Einschlag. Das führte dazu, dass die erdzugewandte Seite sich in einen riesigen Lavaozean verwandelte. Die Unterschiede, die dadurch entstanden, sind mehr als nur oberflächlich, denn sie spiegeln sich auch in den geologischen Zusammensetzungen der beiden Seiten des Mondes wider. Der Einschlagsort ist das Südpol-Aitken-Becken, ein gigantischer Krater am Südpol des Mondes mit mehr als 1000 Kilometer Durchmesser. Und wenn Ihr euch diese Darstellung des Südpol-Aitken-Becken mal anschaut, stellt Ihr fest, dass es nicht genau am Südpol liegt sondern leicht in Richtung einer der Seiten des Mondes verschoben ist.
Simulationen haben gezeigt, dass das der Einschlag, das sogenannte Südpol-Aitken-Becken-Ereignis, kurz SAB-Ereignis, das sich vor etwa 4,3 Milliarden Jahren ereignete, genau zur richtigen Zeit und am richtigen Ort stattfand, um Veränderungen auf nur einer Seite des Mondmantels auszulösen. Die durch den Einschlag erzeugte enorme Hitze hat den oberen Mantel auf der erdzugewandten Seite so stark erwärmt, dass es nach Ansicht des Forscherteams auf dieser Seite zu einer Konzentration von Kalium, Seltenen Erden, Phosphor und wärmeerzeugenden Elementen wie Thorium gekommen wäre. Und genau diese Elementmischung, die die Forscher in ihrer Simulation ausgerechnet haben, hat man auch in Bodenproben der erdzugewandten Seite des Mondes entdeckt, vor allem im sogenannten Procellarum KREEP Terrane, einer großen Anomalie auf der Mondoberfläche, die bekannt ist für ihren hohen Anteil an den eben genannten Elementen.
Auf der Darstellung unten seht Ihr den Thorium-Gehalt der Mondoberfläche, wobei das Procellarum KREEP Terrane deutlich hervorsticht, und wir auf der erdabgewandten Seite des Mondes (rechts) kaum Thoriumvorkommen sehen. Das Szenario passt also perfekt: Durch das SAB-Ereignis wurde die erdzugewandte Seite des Mondes in eine gigantische heiße Lava-Hölle verwandelt, die wärmeproduzierenden Elemente wurden dort konzentriert und als die Oberfläche wieder fest wurde, verwandelte sie sich in die uns heute bekannten Mare, also in glatte ebene Strukturen.
Da es auf der erdabgewandten Seite keinen Lava-Ozean gab, hat der Mond dort kein solches Facelifting erhalten und die wärmebildenden Elemente fehlen fast komplett. Matt Jones beschreibt es so: “Wir zeigen, dass unter allen plausiblen Bedingungen, die zur Zeit der Entstehung vom Südpol-Aitken-Becken herrschten, diese wärmeproduzierenden Elemente auf der Nahseite konzentriert wurden. Wir gehen davon aus, dass dies zur Mantelschmelze beigetragen hat, die zu den Lavaströmen geführt hat, die wir an der Oberfläche sehen.”
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