Erdmond: Hat es sich von innen nach außen gedreht?

Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass unser Mond sich bei seiner Entstehung quasi "von innen nach außen" gedreht hat. Teile des Mondinneren sind also in die Mondkruste gewandert, während die Mondkruste von der Oberfläche in das Mondinnere abgesunken ist.


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Die Theorie der Mondentstehung besagt, dass vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ein kleiner Planet mit der jungen Erde zusammen stieß. Durch diese gigantische Kollision wurde geschmolzenes Gestein ins All geschleudert. Die Trümmer verschmolzen, kühlten sich ab und verfestigten sich zu einem Körper, der heute unser Mond ist. Über die Entstehung des Erdmondes herrscht unter Wissenschaftlern weitgehend Einigkeit.

Unklar ist aber die genaue Entstehungsgeschichte des Monds, nachdem die Trümmer den "Urmond" formten. Das meiste, was über die Entstehung des Mondes bekannt ist, stammt aus Analysen von Gesteinsproben, die von Apollo-Astronauten vor mehr als 50 Jahren gesammelt wurden, kombiniert mit theoretischen Modellen.

Die vom Mond mitgebrachten Proben von basaltischem Lavagestein wiesen überraschend hohe Konzentrationen von Titan auf. Spätere Satellitenbeobachtungen ergaben, dass sich diese titanhaltigen Vulkangesteine vor allem auf der erdnahen Seite des Monds befinden, aber wie und warum sie dorthin gelangt sind, blieb ein Rätsel – bis jetzt.

Man geht davon aus, dass der Mond schnell entstand, sehr heiß war und wahrscheinlich von einem globalen Magmaozean bedeckt wurde. Als das geschmolzene Gestein allmählich abkühlte und sich verfestigte, bildete es den Mondmantel und die helle Kruste, die man heute beim Blick auf den Vollmond sieht.

Mond
(Mondaufgang 21.1.2019)

Doch tiefer unter der Oberfläche war der junge Mond völlig aus dem Gleichgewicht geraten. Modelle legen nahe, dass die letzten Reste des Magmaozeans zu dichten Mineralien auskristallisierten, darunter Ilmenit, ein titan- und eisenhaltiges Mineral.

"Da diese schweren Mineralien dichter sind als der darunter liegende Mantel, entsteht eine Gravitationsinstabilität, und man würde erwarten, dass diese Schicht tiefer ins Innere des Mondes sinkt", sagt Weigang Liang, der die Forschung im Rahmen seiner Doktorarbeit am LPL leitete.


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Das scheint aber so nicht zuzutreffen, denn irgendwie ist dieses dichte Material in den folgenden Jahrtausenden in das Innere des Mondes gesunken, hat sich mit dem Material des Mantels vermischt, ist geschmolzen und als titanreiche Lavaströme an die Oberfläche zurückgekehrt, die heute an der Oberfläche zu sehen sind.

"Unser Mond hat sich buchstäblich von innen nach außen gedreht", sagt Jeff Andrews-Hanna, Mitautor und außerordentlicher Professor am LPL. "Aber es gibt nur wenige physikalische Beweise, die die genaue Abfolge der Ereignisse während dieser kritischen Phase der Mondgeschichte beleuchten, und es herrscht große Uneinigkeit über die Einzelheiten des Geschehens – im wahrsten Sinne des Wortes."

Aktuell wird die Entstehungsgeschichte bzw. die Bewegung der Materialien über Modelle untersucht. Auf die Frage, ob das Material während der Entstehung des Mondes nach und nach, oder alles auf einmal, nachdem der Mond vollständig erstarrt war, abgesunken ist, gibt es keine eindeutige Antwort.

"Ohne Beweise kann man sich sein Lieblingsmodell aussuchen. Jedes Modell hat tiefgreifende Auswirkungen auf die geologische Entwicklung unseres Mondes", sagt der Mitautor Adrien Broquet vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin, der die Arbeit während seiner Zeit als Postdoktorand am LPL durchgeführt hat.

Die diversen Theorien und neueren Erkenntnisse hat Eureka-Alert in dieser Mitteilung (Englisch) Anfang April 2024 veröffentlicht. Das Fazit: Das Innere des Mondes hat sich nach außen gekehrt, wie genau, ist aber immer noch unklar. Ein deutschsprachiger Beitrag, der die Theorien beleuchtet, findet sich beispielsweise hier.


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