Erde und Mond haben eine gemeinsame Wasserquelle
Nach neuesten Forschungen stammt das Wasser im Mantel des Mondes von primitiven Meteoriten. Auch ein Großteil des Wassers auf Erden stammt aus der gleichen Quelle. Diese Ergebnisse werfen neue Fragen über den Entstehungs-Prozess auf der zur Bildung des Mondes führte.
Der Mond entstand vermutlich durch einen streifenden Zusammenstoß der Proto-Erde mit einem etwa marsgroßen Objekt. Dies geschah vor rund 4,5 Mrd. Jahren. Ein Großteil der weg geschleuderten Materie beider Objekte gelangte in eine Umlaufbahn um die Erde und aus diesem Ring aus Schutt formte sich unser Mond. Wissenschaftler sind lange davon ausgegangen, dass die beim Aufprall entstandene Hitze Wasserstoff und andere flüchtige Elemente zum Verdampfen brachte und der Mond daher vollständig trocken sei. Aber vor kurzem haben eine NASA-Raumsonde und neue Forschungsergebnisse aus Proben von den Apollo-Missionen gezeigt, dass der Mond tatsächlich Wasser hat; sowohl auf als auch unter der Oberfläche.
Da die neue Studie zeigt, dass das Wasser auf dem Mond und auf der Erde aus der gleichen Quelle stammt, ist dies ein Beweis dafür, dass es Wasser auf dem Mond immer gegeben hat.
Die einfachste Erklärung wäre, dass es schon auf der Proto-Erde - vor dem Zusammenstoß mit dem marsgroßen Objekt - Wasser gegeben hat. Dies sagte Alberto Saal, außerordentlicher Professor für Geologie an der Brown-Universität und Haupt-Autor dieser Studie. Ein Teil des Wasser überlebte den Impakt und ist heute noch am Mond vorhanden.
Um den Ursprung von des Mondes Wasser zu finden, haben Saal und seine Kollegen die Schmelz-Einschlüsse in den Proben untersucht, die von den Apollo-Missionen zur Erde gebracht wurden. Schmelz-Einschlüsse sind kleine Punkte von vulkanischem Glas, die in Olivin-Kristallen eingefangen sind. Die Kristalle verhinderten, dass das Wasser während einer Eruption entweichen konnte und so war es den Forschern möglich, Kenntnisse über das Innere des Mondes zu erlangen.
Bei Untersuchungen, die 2011 Co-Autor Erik Hauri durchgeführt hatte, ist eine Menge Wasser in den Schmelz-Einschlüssen gefunden worden und zwar so viel Wasser, wie sich auch in der Lava auf dem Meeresgrund gefunden hat. Die Studie zielte darauf ab, den Ursprung des Wassers zu finden. Daher haben Saal und seine Kollegen die Isotopen-Zusammensetzung des Wasserstoffs in den Einschlüssen untersucht.
Mit einer Cameca NacoSIMS 50L Multikollektor Ionenmikrosonde maßen die Forscher die Menge an Deuterium in der Probe, um sie mit der Menge an Deuterium in regulärem Wasserstoff zu vergleichen. Deuterium ist ein Isotop des Wasserstoffs mit einem zusätzlichen Neutron. Wassermoleküle, die aus verschiedenen Orten des Sonnensystems stammen, haben unterschiedliche Mengen an Deuterium. Im allgemeinen ist es so, dass Objekte die näher an der Sonne entstanden sind, weniger Deuterium enthalten als jene die sich ferner der Sonne bildeten.
Saal und seine Kollegen fanden, dass das Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis in den Schmelz-Einschlüssen relativ niedrig war und dem Verhältnis in kohlenstoffhaltigen Chondriten entsprach, die von Meteoriten aus dem äußeren Asteroidengürtel stammen und vermutlich zu den ältesten Objekten im Sonnensystem gehören. Das bedeutet, dass für das Wasser auf dem Mond primitive Meteoriten und nicht, wie manche Forscher dachten, Kometen als Wasserquelle in Frage kommen.
Kometen sind so wie Meteoriten dafür bekannt, dass sie Wasser und andere flüchtige Bestandteile enthalten. Aber die meisten Kometen bildeten sich fern von der Sonne, in der sogenannten Oortschen Wolke. Und weil sie so fern von der Sonne entstanden sind tendieren sie dazu, ein hohes Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis zu haben - ein viel höheres als es die Proben vom Inneren des Mondes haben.
Die Messungen selbst waren sehr schwierig, aber die neuen Daten liefern den besten Beweis dafür, dass die kohlenstoffhaltigen Chondriten die Quelle der flüchtigen Bestandteile sind. Dies betrifft sowohl die Erde als auch den Mond; vielleicht sogar das gesamte innere Sonnensystem.
Nach neueren Forschungen kommen 98 Prozent des Wassers auf der Erde von primitiven Meteoriten, was auf eine gemeinsame Quelle für Wasser auf der Erde und auf dem Mond hindeutet. Die einfachste Erklärung wäre, dass bereits auf der frühen Erde Wasser vorhanden war und so zum Mond übertragen wurde.
Dieser Befund steht nicht unbedingt in Widerspruch zur Idee, dass der Mond aus dem Material einer riesigen Kollision hervorgegangen ist. Allerdings bleibt noch die Frage, wie das Wasser eine so heftige Kollision überleben konnte. Die Forscher meinen, dass sie ans Zeichenbrett zurückkehren müssen, um mehr über Auswirkung gigantischer Einschläge in Erfahrung zu bringen. Auch ein besserer Zugriff auf die flüchtigen Bestandteile des Mondes wäre von Vorteil.
9. Mai 2013/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
