40 Millionen Jahre älter?: Mondsensation mit Fragezeichen
Der Mond zieht die Menschheit von Anbeginn in seinen Bann. Archäologische Funde zeigen, dass Menschen seine Phasen bereits dokumentierten, lange bevor sie eine Schrift entwickelten. Bereits sehr früh diente er als eine Art Kalender und wurde in verschiedensten Kulturen mythologisch verehrt. Als schließlich in den 1960er Jahren der erste Mensch einen Fuß auf die Oberfläche unseres Trabanten setzte, war die (mediale) Aufregung groß. Nun will eine Forschungsgruppe um Jennika Greer vom Field Museum für Naturgeschichte in Chicago herausgefunden haben, dass der Mond mindestens 40 Millionen Jahre älter sei als bislang gedacht. Und schon verbreitet sich die Nachricht wie ein Lauffeuer.
Weltweit berichten Zeitungen und Nachrichtenportale größtenteils unreflektiert darüber und stellen es als Tatsache hin. Die »Bild« spricht von »bahnbrechender Forschung«, welche »die bisherige Geschichtsschreibung des Mondes ins Wanken« bringe. Sogar die Deutsche Presseagentur fabuliert, die Geschichte des Mondes müsse wohl umgeschrieben werden. Allerdings ist es bei Weitem nicht das erste Mal, dass Forscherinnen und Forscher »das Geburtsdatum von Erde und Mond gefunden« haben wollen. Was also ist dran an der neuen Datierung?
Einer weithin akzeptierten Theorie zufolge ist der Mond bei einer Kollision zwischen der Ur-Erde und einem marsgroßen Himmelskörper namens Theia entstanden. Das soll irgendwann in den ersten 100 bis 150 Millionen Jahren nach der Geburt unseres Sonnensystems passiert sein. Im November 2005 hatte eine internationale Forschungsgruppe der ETH Zürich sowie der Universitäten Münster, Köln und Oxford das Alter des Mondes erstmals auf 4,53 Milliarden Jahre datiert. Sie machten das daran fest, in welchen Mengen das Isotop Wolfram-182 in Gesteinsproben von verschiedenen Apollo-Missionen vorkommt. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und der Universität Münster kamen im Jahr 2020 mit Hilfe numerischer Simulationen darauf, dass der Mond etwa 100 Millionen Jahre jünger sein müsse und berechneten ein Alter von 4,42 Milliarden Jahren. Sie stützten sich dabei auf das Kristallisationsverhalten des Magmaozeans, der den Mond in seinen Anfängen bedeckt haben soll. Und nun korrigieren die US-amerikanischen Forscher das Alter in der aktuellen Studie wieder um 40 Millionen Jahre nach hinten auf mindestens 4,46 Milliarden Jahre.
Nicht viel mehr als ein Blinzeln
Nun könnte man sagen: 40 Millionen Jahre? Das ist nicht viel mehr als ein Blinzeln in der gesamten Existenz des Mondes. Wir reden hier von einer Korrektur um 0,9 Prozent. Andererseits: Sollte die Behauptung stimmen, könnte das tatsächlich von einiger Relevanz für die Forschung sein. Der Mond ist eng mit der Erde verbunden. Er stabilisiert ihre Rotationsachse, ist verantwortlich für die irdische Tageslänge und sorgt über seine Anziehungskraft zusammen mit der Sonne für Ebbe und Flut. Sein Geburtsdatum wirkt sich auch auf die Erforschung der Erdgeschichte aus. Entsprechend wichtig ist es, ganz genau hinzuschauen. Wie also kam das Ergebnis zu Stande, das die Gruppe im Fachmagazin »Geochemical Perspectives Letters« veröffentlicht hat?
Greer und Kollegen untersuchten Mondstaub, den Astronauten der Mission »Apollo 17« im Dezember 1972 zur Erde gebracht hatten. Genauer gesagt analysierten sie einen nur wenige tausendstel Millimeter großen Zirkonkristall, der möglicherweise entstand, als sich der lunare Magmaozean ausreichend abgekühlt hatte. Zirkon ist ein Silikatmineral, das in seiner Struktur neben dem Element Zirkonium auch gewisse Mengen anderer Elemente, darunter radioaktive, einbauen kann. Zirkonkristalle sind chemisch und thermisch sehr beständig und können so Informationen über die Bedingungen aus ihrer Entstehungszeit und ihr Alter über lange Zeiträume hinweg konservieren. Indem sie das Kristallkorn mit Hilfe eines fokussierten Ionenstrahlmikroskops anspitzten, mit einem UV-Laser Atom für Atom herauslösten und schließlich mit einem Massenspektrometer die Zusammensetzung untersuchten, bestimmten sie das Alter des Kristalls. Die Methode basiert darauf, dass sich das Isotop Uran-238 durch radioaktiven Zerfall in Blei verwandelt. Da die Halbwertszeit bekannt ist – sie beträgt 4,5 Milliarden Jahre –, lässt sich das Alter des Kristalls bestimmen. An der Methode selbst ist nichts auszusetzen, wohl aber an der Datenlage.
Die Forschungsgruppe nutzte insgesamt fünf Datenpunkte an einer Lamelle eines einzelnen Kristalls, der aus einem einzigen Gesteinspartikel von einer einzigen Fundstelle stammte, und untersuchte ihn mit einer einzigen Methode
Die Forschungsgruppe nutzte insgesamt fünf Datenpunkte an einer Lamelle eines einzelnen Kristalls, der aus einem einzigen Gesteinspartikel von einer einzigen Fundstelle stammte, und untersuchte ihn mit einer einzigen Methode. Sie wollte damit vor allem die Arbeit einer anderen Gruppe bestätigen. Im Jahr 2021 veröffentlichte ein Team unter der Leitung von Bidong Zhang, der heute an der University of California in Los Angeles forscht, und Audrey Bouvier von der Universität Bayreuth eine Arbeit, in der die Fachleute schrieben, dass die in dem Apollo-17-Mondgestein eingebetteten Zirkonkristalle mit einem Alter von 4,46 Milliarden Jahren die ältesten bisher entdeckten sein könnten. Sie äußerten diese Vermutung damals jedoch unter Vorbehalt. Das Problem besteht vor allem darin, dass sich die Bleiatome in Zirkonkristallen bewegen und dabei zu Clustern zusammenballen können. Entsprechend besteht die Gefahr, dass Forscher bei der Messung des Verhältnisses der Blei- zu den Uranisotopen zu viele zählen. Das würde die Zeitangabe verfälschen.
Bei dem einen Kristall ist die Datierung nun also bestätigt und damit wohl korrekt. Dennoch stellt sich die Frage, ob nur ein einzelner Kristall repräsentativ für den ganzen Mond sein kann. Daraus eine derart genaue Datierung abzuleiten, die Schlagzeilen rechtfertigt wie »Mond ist 40 Millionen Jahre jünger als gedacht«, lässt zumindest einigen Raum für Zweifel. Um das Alter zu bestätigen, müssten Methoden wie etwa eine Thorium-Blei-Datierung und weitere Verfahren der Altersbestimmung an mehreren Zirkonkristallen zu demselben Ergebnis kommen. Außerdem dürfte nicht nur eine einzige Probe dafür herhalten. Es gibt mittlerweile Mondgestein von sechs Apollo-Flügen, drei Luna-Missionen und der chinesischen Chang'e-5-Mission. Zudem stehen der Forschung auch noch etwa 1100 Kilogramm Meteoriten vom Mond zur Verfügung, bei denen sich ebenfalls Zirkonkristalle untersuchen ließen.
Neue Methoden, neue Erkenntnisse
Wer also hat nun Recht? Das wird nur weitere Forschung zeigen können. Benjamin Weiss, Planetenforscher am Massachusetts Institute of Technology, sagte gegenüber der »Washington Post«, neuere Missionen zum Mond, die mehr Proben von verschiedenen Orten mitbringen, könnten dazu beitragen, den zeitlichen Ablauf der Entstehung des Mondes zu klären. So hätte auch vor 51 Jahren, als die Apollo-17-Proben genommen wurden, niemand gedacht, dass es eines Tages möglich sein könnte, das Gestein mit Methoden zu untersuchen, wie es sie heute gibt.
Philipp Heck, Professor an der University of Chicago und einer der Autoren der neuen Studie, sagt: »Ich denke, unsere Studie ist ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Probenrückführung. Sie stehen vielen Generationen zur Verfügung.« Und das sei gut so. Auf diese Weise könnten zukünftige Generationen von Wissenschaftlern mit neuen Instrumenten noch genauer hinschauen, um die Frage ein für alle Mal zu klären: Wie alt ist der Mond?
In einer ersten Version hatten wir versehentlich zweimal ›Millionen‹ statt ›Milliarden‹ geschrieben. Wir haben das korrigiert und bitten, den Fehler zu entschuldigen.
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