Mond besaß deutlich länger ein Magnetfeld

Der Mond hat mindestens eine Milliarde Jahre länger als bislang angenommen ein eigenes Magnetfeld besessen. Das zeigt nun die Analyse einer Gesteinsprobe der Mission Apollo 15 aus dem Jahr 1971. Es muss also unerwartet lange ein Dynamoeffekt für die Entstehung dieses Magnetfelds gesorgt haben. Als Ursache des Dynamos komme die langsame Abkühlung des Erdtrabanten infrage, die im Inneren des Erdtrabanten zu Magmaströmungen geführt habe, schreiben die beteiligten Wissenschaftler im Fachblatt „Science Advances“.

Schnitt durch einen Gesteinsbrocken.
Gesteinsprobe 15498

„Die Idee, dass die Magnetfelder von Planeten und Monden durch die Bewegung von flüssigen Metallen verursacht werden, ist einige Jahrzehnte alt“, erläutert Benjamin Weiss vom Massachusetts Institute of Technology in den USA. Unklar sei jedoch, was jeweils diese Bewegungen im Inneren der Himmelskörper antreibe – insbesondere beim Trabanten der Erde. „Aufschluss darüber können wir erhalten, wenn wir wissen, wie lange dieser Dynamo in Betrieb war.“ Nach seiner Entstehung vor vier Milliarden Jahren kreiste der Mond zunächst auf einer viel engeren Bahn um die Erde. Die damit verbundenen starken Gezeitenkräfte könnten damals den flüssigen Kern des Mondes in Bewegung gesetzt und so für die Entstehung eines Magnetfelds gesorgt haben. Tatsächlich zeigen drei bis vier Milliarden Jahre alte Gesteinsproben vom Mond, dass der Erdtrabant damals ein etwa hundert Mikrotesla starkes Magnetfeld besessen hat. Vor drei Milliarden Jahren war die Entfernung des Mondes von der Erde allerdings so stark angewachsen, dass dieser Dynamo und damit auch das Magnetfeld offenbar zusammenbrachen.

„Unser Problem war bislang, dass wir nur wenige Gesteinsproben vom Mond haben, die jünger als drei Milliarden Jahre sind“, so Weiss. Damals endete auch der lunare Vulkanismus und damit trat kein jüngeres Gestein mehr an die Oberfläche. Jetzt stießen Weiss und seine Kollegen jedoch auf einen Glücksfall: Eine Gesteinsprobe von Apollo 15 erwies sich mit einem Alter von 1 bis 2,5 Milliarden Jahren als erheblich jünger – und enthielt zudem magnetische Partikel, die das Magnetfeld bei der Entstehung des Gesteins aufgezeichnet hatten. Im Gegensatz zu den älteren vulkanischen Gesteinen ist dieser Felsbrocken durch den Einschlag eines Asteroiden entstanden. Die Energie des Einschlags hat das Gestein geschmolzen und beim Wiedererstarren hat es das damalige Magnetfeld in seinem Inneren eingefroren.

Die Analysen der Forscher zeigen, dass der Mond bei der Entstehung dieses Gesteins immer noch ein Magnetfeld mit einer Stärke von fünf Mikrotesla besessen haben muss. Das ist zwar zehnmal schwächer als das heutige Magnetfeld der Erde, aber immer noch viel größer als das interplanetare Magnetfeld im Sonnensystem. Weiss und sein Team vermuten, dass im Inneren des Mondes heiße Materie aufgestiegen und kalte Materie abgesunken ist – ganz ähnlich wie in einer Lavalampe. „Wir nehmen heute an, dass so der Dynamo der Erde funktioniert“, so Weiss. „Warum soll es also nicht auch beim Mond so gewesen sein?“ Die Forscher hoffen nun, noch jüngere Gesteinsproben zu finden, um zu untersuchen, wie lange dieser Dynamoeffekt aktiv war. „Denn heute hat der Mond kein Magnetfeld mehr“, sagt Weiss. „Der Dynamo muss sich also irgendwann ganz abgeschaltet haben.“