Schmutziger Schnee an den Mondpolen

Krater am Südpol des Mondes im Lyman-Alpha-Licht

San Antonio/Boulder (USA) – An den Polen des Mondes gibt es Regionen, die nie vom Licht der Sonne getroffen werden. Dort ist die Oberfläche stark porös und enthält einen signifikanten Anteil an gefrorenem Wasser. Das zeigen Messungen der amerikanischen Sonde „Lunar Reconnaissance Orbiter“ LRO, die seit Juni 2009 den Erdtrabanten umkreist. Die an der LRO-Mission beteiligten Forscher berichten im Fachblatt „Journal of Geophysical Research“ über ihre Beobachtungen.

An den Polen des Mondes steigt die Sonne nie höher als anderthalb Grad über den Horizont. Dadurch liegt der Boden vieler Krater dauerhaft im Schatten. Dort könnte sich, so vermuten die Wissenschaftler seit langem, im Verlauf von Jahrmilliarden gefrorenes Wasser angesammelt haben. Hinweise auf Wasseransammlungen an den Mondpolen hatten bereits frühere Sonden geliefert. Doch eine direkte Beobachtung ist schwierig, da die ewig im Schatten liegenden Regionen naturgemäß kein Sonnenlicht reflektieren.

„Statt Sonnenlicht zu messen, dass direkt von den Kratern reflektiert wird, haben wir einen indirekten Weg gewählt“, erläutert Kurt Retherford vom Southwest Research Institute in San Antonio, ein maßgeblich an der LRO-Mission beteiligter Forscher. „Das von uns genutzte Licht stammt von Wasserstoff-Atomen, die im ganzen Sonnensystem verteilt sind.“ Die Wasserstoff-Atome werden von der Sonnenstrahlung angeregt und senden dann selbst Strahlung in einem eng begrenzten Wellenlängen-Intervall aus, der so genannten Lyman-Alpha-Linie.

Im Rahmen des „Lyman Alpha Mapping Projects“ (LAMP), eines speziellen Detektors an Bord des LRO, haben Retherford und seine Kollegen die von der Mondoberfläche reflektierte Lyman-Alpha-Strahlung untersucht. Die Messdaten zeigen, dass die im ewigen Dunkel liegenden Regionen deutlich weniger Lyman-Alpha-Strahlung reflektieren, als die in der Sonne liegenden Gebiete. Die beste Erklärung dafür sei, so die Forscher, dass die Oberfläche dort stark porös ist – Retherford und seine Kollegen sprechen von einer Porosität von 70 Prozent. Das bedeutet, das Material an der Oberfläche besteht zu 70 Prozent aus Hohlräumen. „Es ist ein puderiges mehlartiges Material“, so Retherford. Die Daten zeigen außerdem, dass dieses Material etwa zwei Prozent gefrorenes Wasser enthält – es ist also eine Art sehr schmutziger Schnee.