Mysteriöse „Mondwirbel“ weisen auf die vulkanische magnetische Vergangenheit des Mondes hin

Einzigartige Muster, die mit Amateurteleskopen zu sehen sind, könnten durch stark magnetisierte Lava erzeugt worden sein.

Das Geheimnis hinter den Mondwirbeln, einer der schönsten optischen Anomalien des Sonnensystems, könnte endlich dank einer gemeinsamen Studie von Forschern der Rutgers Universität und der Universität von Kalifornien in Berkeley gelöst werden. Die Lösung weist auf die Dynamik in der fernen Vergangenheit des Mondes hin, als an einen Ort mit vulkanischer Aktivität und einem intern erzeugten Magnetfeld. Es ist auch eine Herausforderung für unser Verständnis über die bestehende Geologie des Mondes.

Die Mondwirbel auf der dunklen Oberfläche unseres Trabanten ähneln gemalten hellen, schlangenartigen Wolken. Der berühmteste, genannt Reiner Gamma, ist ungefähr 64 km lang und bei Amateur-Astronomen beliebt. Die meisten Mondwirbel teilen ihre Standorte mit starken lokalen Magnetfeldern. Die hellen und dunklen Muster könnten entstehen, wenn diese Magnetfelder Teilchen des Sonnenwindes ablenken und dadurch einige Teile der Mondoberfläche langsamer verwittern.

„Aber die Ursache dieser Magnetfelder und damit auch der Wirbel selbst war lange Zeit ein Rätsel“, sagte Sonia Tikoo, Assistenzprofessorin an der Rutgers Universität und Mitautorin der kürzlich im Journal Geophysical Research – Planets veröffentlichten Studie. „Um das Rätsel zu lösen, mussten wir herausfinden, welche Art von geologischen Merkmalen diese Magnetfelder erzeugt haben könnten und warum ihr Magnetismus so stark ist.“

Mit dem Wissen um die komplizierte Geometrie der Mondwirbel und die Stärke der damit verbundenen Magnetfelder entwickelten die Forscher mathematische Modelle für die geologischen „Magnete“. Sie fanden heraus, dass jeder Wirbel über einem magnetischen Objekt stehen muss, der knapp unter der Mondoberfläche vergraben ist.

Das Bild ist vergleichbar mit Lavaröhren, das sind lange, schmale Strukturen, die bei Vulkanausbrüchen von Lavaströmen gebildet wurden oder mit vertikalen Lava-Platten, die in die Mondkruste injiziert wurden.

Aber das warf eine andere Frage auf: Wie konnten Lavaröhren und Platten so stark magnetisch sein? Die Antwort liegt in einer Reaktion, die für die damalige Zeit vor etwa 3 Milliarden Jahren einmalig in des Mondes Umgebung gewesen sein könnte.

Frühere Experimente haben gezeigt, dass viele Mondgesteine sehr magnetisch werden, wenn sie in einer sauerstofffreien Umgebung auf über 600 Grad Celsius erhitzt werden. Das liegt daran, dass bestimmte Mineralien bei hohen Temperaturen zerfallen und metallisches Eisen freisetzen. Wenn in der Nähe ein ausreichend starkes Magnetfeld vorhanden ist, wird das neu gebildete Eisen entlang der Richtung dieses Feldes magnetisiert.

Dies geschieht normalerweise nicht auf der Erde, wo sich frei schwebender Sauerstoff mit dem Eisen verbindet. Und es würde heute auch nicht auf dem Mond passieren, wo kein globales Magnetfeld das Eisen magnetisiert.

Aber in einer Studie, die letztes Jahr veröffentlicht wurde, fand Tikoo, dass der Mond sein altes Magnetfeld 1 Milliarde bis 2,5 Milliarden Jahre länger hatte als bisher angenommen wurde – vielleicht einhergehend mit der Entstehung von Lavaröhren oder Platten, deren hoher Eisengehalt beim Abkühlen stark magnetisch wurde.

„Niemand hatte über die Reaktion dieser ungewöhnlich starken magnetischen Merkmale auf dem Mond nachgedacht und nach einer Erklärung gesucht. Dies war das letzte Stück im Puzzle, um den Magnetismus zu verstehen, der diesen Mondwirbeln zugrunde liegt“, sagte Tikoo.

Der nächste Schritt wäre, einen Mondwirbel zu besuchen und ihn direkt zu studieren. Tikoo arbeitet in einem Komitee, das eine Rover-Mission vorschlägt, um genau dies zu tun.

29. August 2018/SP
Verein Kuffner-Sternwarte