Mond - Entwicklung 

Die Entwicklung des Mondinneren

Bild vergrößernAufprall-Theorie
©NASA
Entstanden vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, ist die geologische Entwicklung des Mondes offenbar schon seit etwa 3 Milliarden Jahren abgeschlossen.

Vermutlich verdankt der Mond seine Existenz einer Katastrophe. Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren stieß die Ur-Erde mit einem marsgroßen anderen Planeten zusammen. Die Trümmerstücke ballten sich in der Erdumlaufbahn recht schnell zusammen und bildeten den verhältnismäßig großen Erdmond. Ausgangsmaterial für den Mond war demnach Krusten und Mantelmaterial der beiden Kollisionspartner.

Die Oberfläche des Mondes war anfänglich noch geschmolzen und bildete einen Magma-Ozean. Dieser erstarrte vor etwa 4,4 Milliarden Jahren zu einer dünnen Kruste mit geringer Dichte. Teile dieser Kruste bilden heute die Hochländer.

Bild vergrößernKrater Goclenius auf der Rückseite des Mondes
©NASA
»Apollo 8

Bis vor etwa 3,9 Milliarden Jahren war die Kruste einem heftigen Bombardement von Meteoriten und Asteroiden ausgesetzt. Die großen Einschlagskrater und die meisten der Hochlandkrater entstanden in diesem Zeitraum. Nachdem der Meteoritenhagel abgenommen hatte, kühlte die äußere Schicht ab, während das Innere durch den Zerfall radioaktiver Elemente sich weiterhin leicht erwärmte. In dieser Zeit konnte schwereres Material, wie beispielsweise Eisen, zum Zentrum absinken.

Bild vergrößernNordpol des Mondes
©NASA/JPL
»Galileo

Es folgte eine Ära des Vulkanismus, die bis 3,1 Milliarden Jahre anhielt. In dieser Zeit stieg Lava aus dem Innern nach oben und füllte die großen Einschlagskrater, die wir heute als runde dunkle Mare sehen.

Die heutige im Vergleich zur Erde recht niedrige Manteltemperatur kann dadurch erklärt werden, dass der sehr viel kleinere Mond vermutlich schneller abkühlte als die Erde. Unklar ist, warum der Mondmantel so trocken ist. Entweder konnte schon bei der Mondentstehung kein Wasser eingebunden werden oder das Gesteinswasser konnte nachträglich ziemlich rasch in den Weltraum entweichen.

Bild vergrößernALSEP
©NASA
»Apollo 17

Selbst wenn der Mond zu Anfang ganz geschmolzen war, wäre der heutige Wärmefluss an der Mondoberfläche außerordentlich gering, wenn er nur aus der Restwärme stammte. Daher gibt der derzeitige Wärmefluss vor allem Auskunft über die totale Radioaktivität im Mondinneren durch den Zerfall von Uran, Kalium und Thorium. Der mit dem Wärmefluss-Experiment der Apollo-Missionen Apollo 15 und Apollo 17 gemessene Wert betrug an beiden Landeplätzen etwa 0,03 Watt pro Quadratmeter.

Bild vergrößernSeismische Experimente
©NASA
»Apollo 11

Heute ist der Mond kaum noch geologisch aktiv. Die meisten mit dem Seismometer-Netzwerk der Apollo-Missionen aufgezeichneten schwachen Beben waren Tiefenbeben aus dem Übergangsbereich zwischen Lithosphäre und Asthenosphäre in 800 – 1000 km Tiefe. Ihre Ursache ist wahrscheinlich die Deformation des Mondes durch die Gezeitenwirkung der Erde.

Bild vergrößernMagnetometer
©NASA
»Apollo 16

Der im heutigen Krustengestein mit den Apollo-Magnetometern festgestellte schwache Restmagnetismus ist möglicherweise als Fossil eines ehemaligen Feldes erhalten geblieben, das eventuell einmal ebenso stark war wie das heutige Erdmagnetfeld. Dieses Ursprungsfeld könnte in einer Zeit existiert haben, als das Mondinnere flüssig war und damit noch Konvektionsströme möglich waren, die das Magnetfeld aufbauten.

Bild vergrößernElektronen-Reflektometer Daten
©NASA/ARC
»Lunar Prospector

Bei neueren Messungen mit Lunar Prospector wurden allerdings relativ starke, auf etwa 100 km begrenzte Magnetfelder gemessen, die erstaunlicherweise direkt auf der gegenüberliegenden Mondseite großer Einschlagbecken liegen. Damit wird die Theorie favorisiert, dass die Erzeugung des Mondmagnetfeldes mit den großen Impakt-Ereignissen verknüpft ist. Mehrer Ingredienzien werden dazu diskutiert: Wenn ein großer Asteroid auf dem Mond einschlägt, werden seismische Wellen erzeugt, die sich durch das Mondinnere und entlang der Mondoberfläche ausbreiten. An den Antipoden konzentrieren sich diese Wellen und bringen das Gestein dort möglicherweise kurzzeitig zum Schmelzen. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein schwaches globales Feld bestand, dann wird auch eine entsprechende Stoßfront im Magnetfeld erzeugt, durch die Kruste laufen und das Feld an den Antipoden verstärken.

Weiterhin werden durch den heftigen Einschlag enorme Mengen Gestein verdampft. Dieses heiße Gas ist teilweise ionisiert, was dazu führt, dass es bei seiner Ausbreitung Magnetfelder "zusammenschieben" kann. Die heiße Plasmawolke, die sich vermutlich innerhalb von Minuten über den gesamten Mond ausbreitete, drückte das vorhandene Magnetfeld auf der Rückseite zusammen, was dessen Feldstärke enorm erhöhte. Die Mondkruste blieb dann an dieser Stelle magnetisiert, selbst als der damals noch geschmolzene Mondkern sich später verfestigte und das globale schwache Magnetfeld verschwand.




 
 
 
 
 
 

last link check:


The Network
cc-live - Redaktionsbüro / Internetagenturcc-live

Autor dieses Artikels:  Prof. Dr. Bruno Deiss

In Zusammenarbeit mit dem Physikalischen Verein, Frankfurt a.M.
© 1996 - 2009 cc-live, Internetagentur / Redaktionsbüro

Newsletter: Jeden Monat die neuesten Infos per E-Mail

Fragen, Anregungen, Kritik? Schreiben Sie uns!
Die Redaktion ist nicht verantwortlich für den Inhalt externer Internet-Links.