Vulkanismus ließ Mond-Achse kippen

Die Rotationsachse des Mondes ist vor mehreren Milliarden Jahren um sechs Grad gekippt. Darauf deuten Eisablagerungen in den Polregionen des Erdtrabanten hin. Eine neue Auswertung von Daten der US-Sonde Lunar Prospector zeigt, dass die Ablagerungen nicht mit den heutigen Positionen der Pole der Rotationsachse übereinstimmen. Vermutlich habe Vulkanismus in der Procellarum-Region zu der Polwanderung geführt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Bilder der Nord- und Südpolregion, Aufhellungen markieren die Ablagerung von Wasserstoff. Die Maxima der Verteilungen sind an Nord- und Südpol in entgegengesetzte Richtungen verschoben.
Eisablagerungen an den Mondpolen

„Die Regionen mit Wasserstoff-Ablagerungen liegen sich genau gegenüber und sind auf beiden Seiten gleich stark gegen die Pole der heutigen Rotationsachse verschoben“, schreiben Matthew Siegler vom Planetary Science Institute in Tucson im US-Bundestaat Arizona und seine Kollegen. Daraus ziehen die Forscher den Schluss, dass die Ablagerungen die Positionen der Pole zu einem früheren Zeitpunkt – vor mehreren Milliarden Jahren – markieren.

Da die Rotationsachse des Erdtrabanten nahezu senkrecht auf der Bahnebene des Erde-Mond-Systems um die Sonne steht, gibt es auf dem Mond keine Jahreszeiten. An den Polen gibt es zudem insbesondere in Kratern Regionen, die im ewigen Schatten liegen. Dort könnte sich, so hatten Astronomen schon vor Jahrzehnten spekuliert, Wasser von Kometeneinschlägen abgelagert und erhalten haben. Messungen der US-Sonde Lunar Prospector bestätigten 1998 und 1999 diesen Verdacht. Ein Neutronen-Spektrometer an Bord des Raumfahrzeugs wies erhöhte Wasserstoff-Vorkommen nahe an den Polen des Mondes nach – und Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff.

Schnitt durch den Mond zeigt nach rechts aufsteigendes Magma, weiterhin eingetragen die alte und die neue Rotationsachse.
Vulkanismus als Ursache der Polwanderung

Doch wie die neue Auswertung der Daten durch Siegler und seine Kollegen zeigt, stimmt die Verteilung des Wasserstoffs nicht mit theoretischen Modellen überein: Die Maxima liegen nicht exakt an den Polen, wo es am kältesten ist, sondern etwas dagegen verschoben. Diese Verschiebung ist aber nicht willkürlich, sondern an beiden Polen exakt entgegengesetzt – und das deute, so die Forscher, auf eine Verschiebung der Pole, also ein leichtes Kippen der Rotationsachse um sechs Grad hin.

Siegler und seine Kollegen vermuten, dass die Bildung der vulkanischen Procellarum-Region in der frühen Geschichte des Mondes zu der Polwanderung geführt hat. Solche Prozesse sind auch von anderen Himmelskörpern her bekannt. So hat die Entstehung der Tharsis-Region auf dem Mars dessen Rotationsachse vermutlich sogar um 20 Grad kippen lassen. Die Procellarum-Region war nach heutigen Erkenntnissen in der Frühzeit des Mondes vulkanisch aktiv. Demnach hat sich dann auch das Wasser an den Polen nicht gleichmäßig über die ganze lunare Geschichte, sondern überwiegend bereits in der Frühzeit dort abgelagert. Das Eis an den Polen des Mondes ist damit für die Forscher noch interessanter geworden, da es Informationen über die Frühgeschichte des Sonnensystems enthalten könnte.