Seit einigen Jahren mehren sich die Indizien für Wasser auf dem Erdtrabanten: In Form von Eis wiesen es Raumsonden auf den Böden von lunaren Kratern nach. Doch nicht nur auf, sondern auch im Mondgestein stießen Wissenschaftler jüngst auf Wassermoleküle. Eine neue Analyse zieht diese Funde nun allerdings in Zweifel und legt stattdessen einen Himmelskörper mit staubtrockenem Inneren nahe.
Radarkarte des Mondnordpols | Diese Radarkarte der Region um den Mondnordpol wurde mit dem NASA-Instrument Mini-SAR an Bord der indischen Mondsonde Chandrayaan-1 aufgenommen. In den grün umrandeten Kratern vermutet ein Wissenschaftlerteam um Paul Spudis vom Lunar and Planetary Institute der NASA größere Ansammlungen von Wassereis.
In elf verschiedenen Mondgesteinen – Basalten und vulkanischen Gläsern – bestimmten Zachary Sharp von der University of New Mexico in Albuquerque und seine Kollegen die Zusammensetzung der Chlorisotope. Dazu zerkleinerten sie die Proben, trennten das Chlor ab und schickten es in Gasform durch ein Massenspektrometer. Die Variation der Isotopenmengen war 25-mal so groß wie in irdischen Gesteinen und Mineralen sowie in Meteoriten, berichten die Forscher.
Wasser liebend
Da Chlor enorm hydrophil, also Wasser anziehend ist, gilt es als äußerst empfindlicher Indikator für den Wassergehalt eines Gesteins. Wäre dieser im Mondmaterial anfänglich tatsächlich ähnlich hoch gewesen wie in irdischen Gesteinen, meinen Sharp und sein Team, hätte die Häufigkeit der verschiedenen Chlorisotope in den untersuchten Proben nicht derart variieren dürfen. Denn im Magma und Lava auf der Erde bliebe das Isotopenverhältnis von 35Cl und 37Cl nahezu gleich, da bevorzugt das leichtere Isotop verdampft und das schwerere sich in ähnlichem Maß in Form von Chlorwasserstoffgas verflüchtigt.
Glasperlen | Diese grünen Glaskügelchen sammelten die Astronauten als sie mit der Mission Apollo 15 den Mond erkundeten. Vermutlich entstanden diese rund 0,2 Millimeter messenden vulkanischen Ablagerungen früh in der geologischen Geschichte des Erdtrabanten.
Die extreme Isotopenfraktionierung im Mondgestein ließe sich den Autoren zufolge plausibel erklären, wenn man ein nahezu wasserfreies Mondinneres annimmt: Zehn- bis hunderttausendmal weniger Wasserstoff als im irdischen Gestein, schätzen Sharp und seine Kollegen [1]. Unter diesen Umständen wäre vor allem 35Cl aus dem lunaren Magma freigesetzt worden. Das unterschiedliche Verdampfungsverhalten in wasserfreiem Gestein sei letztlich verantwortlich für die gemessene Variation der Isotopenwerte.
Im Juli 2008 waren Geophysiker Alberto Saal von der Brown University in Providence und seine Kollegen in Mondproben der Apollo-Mission dagegen auf Wasser gestoßen. In vulkanischen Gläsern hatten sie mit Hilfe der so genannten Sekundärionen-Massenspektrometrie bis zu 46 Teile Wasser pro einer Million anderer Teilchen gefunden – fest eingewoben in die Struktur des Glases und nicht etwa in Form kleiner Wassertröpfchen [2].
Nicht repräsentativ
Computersimulationen zufolge gingen rund 98 Prozent des Wassers im lunaren Magma während der Eruption in den Weltraum verloren. Den ursprünglichen Wassergehalt im Glas schätzten die Wissenschaftler deshalb sogar auf 745 Teile Wasser pro einer Million anderer Teilchen – ähnlich dem Wassergehalt von Lava, die am Mittelozeanischen Rücken der Erde austritt. Andere Forschergruppen untersuchten den Wasserstoffgehalt des im Mondbasalt enthaltenen Minerals Apatit und schließen auf ähnliche bis rund fünfmal so hohe Wasserkonzentrationen [3,4].
Diese Funde seien nicht repräsentativ, verteidigen Sharp und Kollegen ihr Ergebnis. Stattdessen seien die wasserhaltigen Gesteine wahrscheinlich das Produkt von bestimmten magmatischen Prozessen, die zu einer Anreicherung von flüchtigen Verbindungen führten. Denn im Gegensatz zur Mehrzahl der Mondgesteine zeigten diese keine hohen und variablen Chlorisotopenverhältnisse.
Maike Pollmann
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