Wissenschaftler haben ein vier Milliarden Jahre altes Geheimnis am Südpol des Mondes entdeckt

Wenn die Astronauten der NASA im Rahmen der Artemis-Mission in den kommenden Jahren in der Nähe des Südpols des Mondes landen, könnten sie eines der wissenschaftlich bedeutendsten Gebiete der Mondgeschichte betreten.

Eine neue Studie legt nahe, dass die Region tiefgehende Hinweise darauf birgt, wie der Mond – und vielleicht auch die Erde selbst – entstanden sind.

Die Forschung, geleitet vom Planetenwissenschaftler Jeffrey Andrews-Hanna von der University of Arizona, wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht und bietet neue Einblicke in die gewaltsame Frühzeit des Mondes und sein auffallend ungleichmäßiges Erscheinungsbild.

Eine kolossale Kollision

Vor etwa 4,3 Milliarden Jahren prallte ein riesiger Asteroid auf die Rückseite des Mondes und schlug das South Pole–Aitken-Becken (SPA) – den größten Krater auf der Mondoberfläche.

Mit einer Ausdehnung von über 1.900 Kilometern von Nord nach Süd und rund 1.600 Kilometern von Ost nach West entstand es nicht durch einen direkten Treffer, sondern durch einen schrägen Aufprall.

Andrews-Hannas Team verglich das SPA mit anderen riesigen Einschlagsbecken im Sonnensystem und entdeckte eine gleichbleibende „Tropfenform“, die sich in Bewegungsrichtung des Impaktors verengt.

Im Gegensatz zu früheren Theorien, wonach der Asteroid aus dem Süden kam, zeigen neue Daten, dass er aus dem Norden einschlug.

„Das bedeutet, dass die Artemis-Missionen am abgewandten Rand des Beckens landen werden – dem besten Ort, um das größte und älteste Einschlagsbecken des Mondes zu untersuchen, wo sich die meisten Auswurfmassen, also Material aus dem tiefen Inneren des Mondes, angesammelt haben dürften“, sagte Andrews-Hanna in einem Artikel der University of Arizona.

Geheimnisse unter der Oberfläche

Die Forscher analysierten die Topografie, die Krustendicke und die chemische Zusammensetzung des Kraters und fanden weitere Hinweise auf einen Einschlag aus nördlicher Richtung.

Die Ergebnisse deuten zudem darauf hin, wie sich das Innere des Mondes über Milliarden von Jahren entwickelt hat.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass der junge Mond einst von einem globalen „Magmaozean“ bedeckt war. Während er abkühlte, sanken schwerere Minerale ab und bildeten den Mantel, während leichtere an die Oberfläche stiegen und die Kruste bildeten.

Die letzte verbleibende flüssige Schicht zwischen diesen beiden Ebenen konzentrierte bestimmte Restelemente – Kalium, seltene Erden und Phosphor –, die gemeinsam als „KREEP“ bezeichnet werden.

„Wenn Sie jemals eine Dose Limonade ins Gefrierfach gelegt haben“, sagte Andrews-Hanna, „haben Sie vielleicht bemerkt, dass der Maissirup mit hohem Fruktosegehalt das Gefrieren bis zum Schluss hinauszögert und sich stattdessen in den letzten Flüssigkeitsresten konzentriert. Wir glauben, dass auf dem Mond etwas Ähnliches mit KREEP passiert ist.“

Von Natur aus ungleichmäßig

KREEP-Elemente kommen am häufigsten auf der erdzugewandten Seite des Mondes vor, die von dunklen vulkanischen Ebenen geprägt ist.

Die Rückseite hingegen ist rau und stark verkratert. Warum dieses Ungleichgewicht besteht, hat Wissenschaftler seit Langem beschäftigt.

Laut Andrews-Hanna könnte die dickere Kruste auf der Rückseite geschmolzenes Gestein aus dem frühen Magmaozean gezwungen haben, zur Vorderseite zu fließen – „wie Zahnpasta, die aus einer Tube gedrückt wird“.

Diese ungleichmäßige Verteilung führte vermutlich zu der intensiven vulkanischen Aktivität, die das vom Menschen sichtbare Gesicht des Mondes geformt hat.

Das SPA-Becken liefert Belege für diesen Prozess. Forscher fanden dort eine Ansammlung von radioaktivem Thorium – ein Kennzeichen KREEP-reichen Materials –, das auf einer Seite des Beckens konzentriert ist.

Dies markiert, so sagen sie, ein „Fenster“ in die geschichtete Kruste des Mondes, in der einst Überreste des uralten Magmaozeans flossen.

Hinweise für Artemis-Forscher

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die während der kommenden Artemis-Missionen gesammelten Proben bisher unerreichte Einblicke in die frühe Entwicklung des Mondes bieten könnten.

Während Raumsonden Thoriumablagerungen bereits aus dem Orbit kartiert haben, wird die direkte Analyse von Mondgestein ein deutlich klareres Bild liefern.

„Diese Proben werden von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt untersucht, auch hier an der University of Arizona“, sagte Andrews-Hanna. „Mit Artemis werden wir Proben auf der Erde haben, von denen wir genau wissen, was sie sind.“

Forscher hoffen, dass diese Proben schließlich erklären werden, wie sich die merkwürdige Asymmetrie des Mondes entwickelte – und was diese Geschichte über die Ursprünge des nächsten Nachbarn der Erde verrät.

Quellen: Nature; University of Arizona; NASA