Wo das Wasser nicht im Meer zu finden ist

News: Wo das Wasser nicht im Meer zu finden ist

Je mehr neue Raumsonden den Mond erforschen, umso einladender und freundlicher erscheint der Erdtrabant. Allerdings wirft er auch immer neue Fragen auf. So hat das dunkle Mare Imbrium zum Beispiel eine Zusammensetzung, die keine andere Region aufweist. Im März dieses Jahres überraschte die Meldung, daß an den Mondpolen Wasser vorkomme, wenn auch über weite Gebiete dünn verteilt. Neueren Untersuchungen zufolge liegt das wertvolle Naß aber vielleicht doch konzentrierter - als gefrorenes Eis - vor.

In Science vom 4. September 1998 wurden die detaillierten Analysen der Daten veröffentlicht, welche die Raumsonde Lunar Prospector zur Erde gesandt hat. Doch Rick Elphic vom Los Alamos National Laboratory betont, daß längst nicht alles Material ausgewertet ist. "Diese Daten werden Wellen schlagen, die sich durch die Gemeinschaft der Planetenwissenschaftler verbreiten werden", meint er.

Als der zunächst heiße und aus flüssigem Gestein bestehende Mond sich damals abkühlte, kristallisierten die verschiedenen Mineralien nach und nach aus. Die schwereren sanken ab und bildeten den Kern, die leichteren blieben weiter oben. Als letzte verfestigten sich Substanzen, die Thorium, Kalium, Gadolinium und Samarium enthielten. Diese Elemente sind typisch für die Mantelregion des Mondes unterhalb der Oberfläche. Dort, wo sie offen sichtbar sind, haben folglich Ereignisse wie Meteoriteneinschläge oder vulkanische Prozesse stattgefunden, welche die Kruste aufgebrochen und das Material nach oben befördert haben.

Welches Element wo zu finden ist, läßt sich mit Hilfe von Detektoren für Neutronen oder Gammastrahlung bestimmen. Trifft eines der energiereichen Teilchen der kosmischen Strahlung auf einen Atomkern im Mondboden, emittiert dieser manchmal Neutronen oder Gammastrahlen. Spektrometer an Bord des Lunar Prospector empfangen die Teilchen oder Photonen und deren Energie. Anhand der Daten können Wissenschaftler die Zusammensetzung des Gesteins ermitteln.

Im Mare Imbrium ließen sich außerordentlich hohe Werte von Thorium und Kalium nachweisen, die zu den Rändern der Region abnehmen. Die Forscher vom Los Alamos National Laboratory interpretieren das als Anzeichen für einen Einschlag, der inneres Material aufgeschleudert hat.

Etwas anders sieht es beim Aitkin-Becken am Südpol des Mondes aus, dem größten Einschlagskrater in unserem Sonnensystem. Die Gammastrahlung zeigt für Thorium erhöhte Werte an, die aber niedriger als beim Mare Imbrium sind. Anscheinend wurde hier weniger Gestein aus den tieferen Schichten an die Oberfläche gebracht.

Auch den Daten des Neutronen-Spektrometers zufolge nimmt das Mare Imbrium eine Sonderstellung ein. Die Wissenschaftler verglichen ihre Informationen vom Lunar Prospector mit dem Material, das die Sonde Clementine 1994 geliefert hatte, und fanden im Bereich des "Meeres" Gadolinium und Samarium. An anderen Stellen, von denen angenommen wird, daß sie ebenfalls aus innerem Gestein bestehen, waren keine entsprechenden Signale zu empfangen. "Irgendetwas besonderes ist bei Imbrium passiert – diese Art von Chemie ist sonst nirgends auf dem Mond zu finden", sagt Elphic.

Ein weiteres Element, das eine eindeutige Signatur im Neutronenspektrum hinterläßt, ist Wasserstoff. Die Forscher nehmen an, daß er vornehmlich in Wassermolekülen gebunden vorliegt, etwa einen Meter unter der Oberfläche. Das wahrscheinlichste Vorkommen vermuten sie in Kratern in Polnähe, in deren Inneres niemals die Sonne scheint. Aus den ersten Daten hatten sie im März 1998 geschlossen, das Wasser sei als feiner Frost im Boden über weite Gebiete von annähernd 200 Kilometer Durchmesser verteilt. Jetzt schließen sie nicht aus, daß sogar Ablagerungen von festem Eis existieren, die deutlich konzentrierter sind. Bill Feldman zufolge könnten bis zu drei Millionen Tonnen Wassereis an jedem Pol sein, am Nordpol 15 Prozent mehr als im Süden. Als Quelle dienten Kometen, die auf dem Mond einschlugen oder verdampften. Die Wassermoleküle setzten sich in den ewig dunklen Bereichen ab und sind wegen der starken Kälte bis heute dort geblieben.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 9.3.1998
"Wasser auf dem Mond"
Spektrum Ticker vom 13.12.1997
"Per Recycling zum Mond"

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.