Wissen : 1,88 Gramm, die die Mondgeschichte verändern

Die Kruste des Erdtrabanten ist möglicherweise jünger als gedacht. Das geht aus der Analyse eines winzigen Stücks Gestein hervor

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Mysteriöser Mond. Seine Entstehung gibt Forschern noch immer Rätsel auf. Foto: ddp
Mysteriöser Mond. Seine Entstehung gibt Forschern noch immer Rätsel auf. Foto: ddpFoto: ddp

Der Mond ist so ähnlich aufgebaut wie die Erde: Ein Kern, drumherum der Mantel und außen eine dünne Schale, die Kruste. Diese Mondkruste ist möglicherweise viel jünger als bisher angenommen. Das vermuten jedenfalls amerikanische Wissenschaftler, die Mondgestein datiert haben. 4,36 Milliarden Jahre haben die Anorthosit genannten Gesteinsbrocken schon hinter sich, berichten die Forscher in „Nature“. Stimmt die Zahl, müssen einige Annahmen zur Mondentstehung überdacht werden. Demnach begann die Geschichte des Himmelskörpers vor rund 4,5 Milliarden Jahren, nachdem ein etwa marsgroßer Brocken die frühe Erde streifte und das herausgeschleuderte Material sich zum Mond verdichtete. Über Jahrmillionen war der Erdbegleiter von einem Magmaozean bedeckt. Sowohl an dessen Grund, später auch an seiner Oberfläche kristallisierten aus dieser heißen Suppe feste Gesteine.

Lars Borg vom Lawrence Livermore National Laboratory wollte wissen, wie alt die Mondkruste ist. Was er hatte, waren verbesserte Methoden zur Altersdatierung von Mineralen. Was er suchte, war eine Probe jenes Gesteins, das mutmaßlich zuerst auf dem kochend heißen Magmameer kristallisierte und der gängigen Theorie zufolge in großen Schollen auf der glühenden Masse trieb. Er besuchte das Nasa-Archiv für Mondproben und erhielt dort etwas Anorthosit. 1,88 Gramm. Die Wissenschaftler zerbrachen das kleine Stückchen Mond in kleinere Fragmente und schickten diese durch einen Magnetscheider. Mithilfe spezieller Chemikalien wurden die Bruchstücke mehrfach gewaschen, um fremde Bestandteile zu entfernen, und schließlich aufgelöst. Ziel der Aktion: die Elemente Blei, Samarium und Neodymium zu extrahieren. Von diesen Elementen sind jeweils verschieden schwere Atome vorhanden. Das Verhältnis dieser Isotope lässt auf das Alter einer Probe schließen.

Zwei verschiedene Datierungsverfahren ergaben das gleiche Alter, ein starkes Indiz dafür, dass Borg und seine Kollegen sehr sauber gearbeitet haben. Die Zahl – 4,26 Milliarden Jahre – aber passt nicht ins Bild. Zu jener Zeit gab es auf der Erde schon mindestens 150 Millionen Jahre lang eine Kruste, was anhand von Zirkon-Kristallen aus Australien belegt ist.

Warum aber nicht auf dem Mond, sollte der zu dieser Zeit immer noch ein glutflüssiger Ball gewesen sein? Entweder haben sich die Bruchstücke nach dem großen Crash eines Asteroiden mit der Erde, aus der der Mond hervorging, nur sehr langsam zusammengefunden, argumentieren die Forscher. Oder er habe wahnsinnig viel Hitze gehabt, bei der die ersten Teile der festen Kruste nicht lange durchhielten und rasch wieder aufgeschmolzen wurden. Diese Interpretation widerspricht allerdings älteren Datierungen, die einige Mondgesteine bis zu 4,5 Milliarden Jahre alt machen. Sind diese Altersbestimmungen womöglich falsch?

Einen Ausweg gibt es, doch der ist noch unkonventioneller. Die grauen Anorthosit-Komplexe waren gar nicht die ersten Krustenteile. Sie entstanden viel später, nachdem erste Schollen längst die Oberfläche „besiedelt“ hatten. Einen großen Magmaozean jedenfalls hatte es da wohl schon nicht mehr gegeben. Die Anorthosite entstammen wohl verschiedenen Quellen in der Tiefe. Diese Vorstellung steht jedoch im Gegensatz zur weiten Verbreitung der Anorthosite und der Beobachtung, dass ihre chemische Zusammensetzung über den gesamten Mond hinweg sehr ähnlich ist - was die Theorie vom Magmaozean hervorbrachte. Dieser Widersprüche sind sich auch Borg und seine Kollegen bewusst.

Die Entstehung der grauen Gesteinskomplexe ist nur eines von vielen Rätseln, die noch immer ungelöst sind. So ist bis heute unklar, warum der Himmelskörper auf der erdabgewandten Seite eine wesentlich dickere und gebirgige Kruste hat als die Seite, die wir sehen können. Die jüngste Erklärung dafür lieferten Martin Jutzi und Erik Asphaug, ebenfalls in „Nature“. Demnach umkreiste den jungen Mond vor rund viereinhalb Milliarden Jahren ein weiterer Begleiter, der etwas später jedoch mit ihm zusammenstieß. Ursache könnten Störungen des Kräftegleichgewichts durch andere Himmelskörper gewesen sein. Jedenfalls lief die Kollision langsam ab. Mit 2,4 Kilometern pro Sekunde ließen die Forscher im Computer einen 1200-Kilometer-Brocken in den 3500 Kilometer großen Mond krachen. Daraufhin wurden Kruste und Mantel so deformiert, dass es keinen Krater gab, aber massenhaft Material auf die erdabgewandte Seite gebracht wurde. Ein interessanter Erklärungsversuch für das Krustenrätsel. Und garantiert nicht der letzte. Ralf Nestler

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