Kruste des Mondes von Einschlägen zerbröselt

Pasadena (USA) – Zahlreiche Einschläge von Asteroiden und anderen Kleinkörpern haben die Kruste des Mondes während des sogenannten Großen Bombardements vor rund vier Milliarden Jahren geradezu pulverisiert. Das zeigen Messungen der amerikanischen Doppelsonde GRAIL, die den Erdtrabanten seit Jahresanfang umkreist. Die im Fachblatt „Science“ veröffentlichten ersten Ergebnisse der Mission zeigen, dass die Mondkruste dünner und poröser ist als bislang vermutet. Die GRAIL-Forscher berichten außerdem über die Entdeckung von Wällen aus erstarrter Magma in der Kruste, die Hunderte von Kilometern lang sind. Sie entstanden vermutlich durch eine geringfügige Aufblähung des Mondes unmittelbar nach seiner Entstehung.

Karte der Monoberfläche mit vielen Kratern und Unregelmäßigkeiten. Die Bereiche des Ausschnitts sind in vielen unterschiedlichen Farben eingefärbt, was die Variationen bei der Stärke der Schwerkraft anzeigt.
Schwerkraftkarte des Mondes

Die beiden waschmaschinengroßen Sonden umkreisen den Mond in Tandem und messen mithilfe von Radiosignalen ständig mit hoher Genauigkeit ihren Abstand voneinander. Geringfügige Änderungen des lunaren Schwerefelds beeinflussen die Geschwindigkeit und damit auch den Abstand der Raumfahrzeuge. Aus diesen Variationen können die Forscher also das Gravitationsfeld des Mondes rekonstruieren und daraus Rückschlüsse auf seinen Aufbau ziehen. So zeigen die Daten, dass die Kruste des Erdtrabanten zwischen 34 und 43 Kilometern dick ist und eine Dichte von 2,55 Gramm pro Kubikzentimeter besitzt.

Aus dieser Dichte ergibt sich eine Porosität von zwölf Prozent bis in eine Tiefe von mehreren Kilometern – demnach ist das Krustenmaterial in kleine Partikel zerbröselt. „Wir wussten, dass die Planeten in ihrer Frühzeit durch viele Einschläge erschüttert wurden“, sagt Maria Zuber vom Massachusetts Institute of Technology, „aber niemand hat geahnt, dass die Kruste des Mondes davon derart zerschlagen worden ist. Das bedeutet aber auch, dass es bei den Planeten einen ähnlichen Effekt gegeben haben muss.“ Das könne die frühe Entwicklung der Planeten auf bislang unterschätzte Weise beeinflusst haben.

Grafische Darstellungen der beiden Sonden über der Mondoberfläche, im Hintergrund ist die Erde zu sehen. Die Datenströme zwischen den Sonden und zwischen den Sonden und der Erde sind mit gewellten Linien dargestellt.
GRAIL-Sonden

Überrascht wurden die GRAIL-Forscher auch von der Entdeckung langer, dünner und nahezu gradliniger Strukturen unter der Mondoberfläche. Da diese sog. Dykes häufig von Kratern unterbrochen werden, schließen die Wissenschaftler, dass sie aus der Zeit vor dem Großen Bombardement durch Asteroiden stammen und damit unmittelbar aus der Entstehungsphase des Mondes. Der Erdtrabant ist nach heutigen Erkenntnissen aus den Trümmern des Zusammenstoßes der jungen Erde mit einem marsgroßen Protoplaneten entstanden. „Das hat dazu geführt, dass der Mond zunächst innen kühler war als außen“, so Jeff Andrews-Hanna von der Colorado School of Mines in den USA. „Dann hat sich das Mondinnere erwärmt und dadurch hat sich der Mond ein wenig ausgedehnt.“ Zwar nur um ein bis zehn Kilometer, aber das hat für die Bildung tiefer Spannungsrisse in der Kruste ausgereicht, die sich dann mit Magma gefüllt haben.


Anmerkung: In einer früheren Version des Artikels sprachen wir versehentlich von „Deichen” anstatt „Dykes”. Bei „Dykes“ handelt es sich um geologische Strukturen, die nicht zwingend mit einer Erhöhung über die Umgebung verbunden sind, wie es der Begriff „Deiche“ suggeriert.