Mondgestein enthält wasserhaltige Glaskügelchen

Winzige Glaskügelchen im Mondgestein enthalten Wasser, das sich durch Sonnenwind gebildet hat. Das stellte ein Forschungsteam fest, als es Bodenproben untersuchte, die die Raumsonde Chang’e-5 im Dezember 2020 zur Erde gebracht hatte. In den Glaskügelchen liegt bis zu 200-mal mehr Wasser als in gewöhnlichem Mondgestein vor. Damit wäre für eine Erforschung und Besiedelung des Mondes ein leicht abbaubares Wasserreservoir verfügbar, so die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Geoscience“.

„In den vergangenen zwei Jahrzehnten hat sich gezeigt, dass es erhebliche Mengen an Wasser auf der Oberfläche des Mondes gibt“, erläutern Huicun He von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking und ihr Team. Damit sind nicht nur Ablagerungen von Wassereis an den schattigen Polen gemeint. So haben Messungen verschiedener Sonden – etwa von Lunar Prospector und Chandrayaan-1 – bereits gezeigt: An der Mondoberfläche gibt es auch abseits der Pole überall eine kleine Menge an Wasser.

Die meisten Forschenden vermuten, dass dieses Wasser durch den Sonnenwind erzeugt wird. Dabei handelt es sich um einen von der Sonne ausgehenden Strom energiereicher Partikel, vor allem positiv geladener Wasserstoffkerne. Treffen diese auf sauerstoffhaltige Mineralien des Mondgesteins, können sich Wassermoleküle bilden. Unklar war allerdings bislang, wo sich dieses Wasser ablagert – und damit auch, ob es sich nutzen lässt. Für künftige Mondlandungen ist Wasser jedoch eine wertvolle Ressource – nicht nur als Trinkwasser, sondern auch als Raketentreibstoff und wegen des enthaltenen Sauerstoffs für Atemluft.

Auf solche Wasservorkommen stießen He und ihr Team nun überraschenderweise in mikrometergroßen Glaskügelchen von Bodenproben des Monds. Dass Mondgestein zu mehreren Prozent solche Kügelchen enthält, ist bereits bekannt, seit die Bodenproben der Apollomissionen untersucht wurden. Diese sind aus Gestein entstanden, das beim Einschlag von Asteroiden geschmolzen ist, ins All herausgeschleudert wurde und schließlich zu kleinen Kugeln erstarrt und auf den Mond zurückgefallen ist. Auch im Mondgestein, das Chang’e-5 zur Erde gebracht hatte, stießen He und ihr Team auf diese Glaskügelchen – und untersuchten sie mit modernsten Methoden genauer.

Während ein Gramm des gewöhnlichen Basaltgesteins der Bodenproben lediglich einige Mikrogramm Wasser enthält, fanden sie in den Glaskügelchen 20- bis 200-fach mehr Wasser – teilweise sogar bis zu 1,5 Milligramm. Zudem zeigte sich: Der Wassergehalt ist am Rand der Kügelchen am größten und fällt zum Mittelpunkt hin ab – für die Forschenden ein deutliches Zeichen dafür, dass das Wasser von außen in die Kügelchen gelangt und sich dort ablagert.

Mithilfe weiterer Untersuchungen konnte das Team messen, wie hoch der Anteil an Deuterium – einer schweren Wasserstoffvariante – im Vergleich zum normalen Wasserstoff im Mondwasser ist. Das Ergebnis: Das Wasser enthält wesentlich weniger Deuterium als Wasser auf der Erde, in Kometen oder auf Asteroiden und entspricht eher dem Anteil von Deuterium in den Teilchen des Sonnenwinds.

Vermutlich ist Sonnenwind demnach für das Wasser in den Glaskügelchen und auch insgesamt für viel mehr Wasser auf der Mondoberfläche als bisher angenommen verantwortlich, so das Fazit des Forschungsteams. Damit stehe ein Wasserreservoir für die künftige Erforschung des Mondes zur Verfügung, das vermutlich relativ einfach zu erschließen sei.