„Wasserwolken“ auf dem Mond: Woher kommen sie? – Sternenforscher klären auf

Erde und Mond

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Das Erscheinen von Wasserdämpfen über der Mondoberfläche ist laut Planeten-Forschern auf die Schläge von Meteoriten zurückzuführen, deren Abstürze jedes Jahr etwa 100 bis 250 Tonnen Feuchtigkeit aufschmelzen und in den luftlosen Raum heben. Diese Schlussfolgerungen der Forscher sind im Fachmagazin „Nature Geoscience“ veröffentlicht worden.
„Wasser und seine Verbindungen fehlen praktisch in der Exosphäre des Mondes. Allerdings konnten wir ihr Auftauchen in jenem Augenblick fixieren, als einer der Meteoritenströme seine Oberfläche bombardierte. Nachdem diese Weltraumshow zu Ende war, war auch das Wasser verschwunden“, erzählte Richard Elphic vom Nasa-Ames Research Center (ARC).

Wie die Planetenforscher heute vermuten, sei der Mond infolge einer Kollision von Tea, einem Protoplanetenkörper, mit dem „Keim“ der Erde entstanden. Der Zusammenstoß habe zum Ausbruch der Trümmer in den Weltraum geführt, aus denen der Satellit unseres Planeten entstand.

Diesen Kataklysmus hielt man für einen Grund dafür, dass sein Inneres und seine Oberfläche praktisch wasserlos waren. Diese Hypothese geriet im Februar 2012 in Zweifel, als die Wissenschaftler eine unerwartet hohe Wasserkonzentration im Magmagestein des Mondes entdeckt hatten.
Große Diskussionen werden von zwei Schlüsselfragen ausgelöst – wo dieses Wasser herkomme und wo es sich verberge. Einige Astronomen nehmen an, dass Kometen die Hauptquelle für die Mondfeuchtigkeit waren, wobei die anderen diese Rolle den Asteroiden zuschreiben. Dabei gibt es zugunsten sowohl der einen als auch der anderen Theorie mehrere Beweismaterialien.

Die Entdeckung von Wasserspuren auf dem Mond und theoretische Berechnungen haben laut Elphic sein Team gezwungen, die Daten, die die von ihnen geschaffene Sonde LADEE gesammelt hatte, erneut zu analysieren. Die Sonde LADEE wurde vor fünf Jahren auf eine Umlaufbahn des Erdsatelliten zur Erforschung seiner Atmosphäre und seines Staubes geschickt.

Dank einer äußerst niedrigen Umlaufbahn der Sonde – sie flog nur zwölf Kilometer vom Mond entfernt – erforschte LADEE mehr als vier Monate lang die Geheimnisse seiner „Lufthülle“. Während dieser Zeit entdeckte sie gleich mehrere Seltsamkeiten, darunter eine ungewöhnlich große Anzahl von Staubteilchen nicht weit über der Oberfläche sowie eigenartige „Wölkchen“ aus Wasserdampf.
Diese Entdeckung hatte die Gelehrten dazu bewogen, über die Herkunft dieses Wassers und auch darüber zu diskutieren, ob es tatsächlich existierte – denn seine Spuren tauchten mal auf, mal verschwanden sie von den Bordspektrometern von LADEE.

Elphic und seine Kollegen haben bewiesen, dass diese Wolken keine eigenartige „Weltraummirage“ waren, und festgestellt, woher das Wasser kam, indem sie die Lage auf dem Mond in den Zeitspannen analysierten, als die Wolkenspuren in den Daten der Sonde auftauchten.

Insgesamt hatte die Sonde etwa siebenhundert ähnliche „Ausbrüche“ fixiert. Jeden solchen Ausbruch hatten die Wissenschaftler erforscht und jene Daten genutzt, die zur gleichen Zeit Bodenteleskope und andere Mondsonden gesammelt hatten.
Als die Forscher den Wasserumfang in der Exosphäre des Mondes damit verglichen, wie stark seine Oberfläche zum Zeitpunkt des Auftauchens dieser Wolken bombardiert wurde, entdeckten sie, dass 29 der größten Ereignisse dieser Art mit Meteoritenströmen zusammenhingen. Die Entdeckung dieses Zusammenhangs half den Forschern, einige Besonderheiten der Feuchtigkeitsvorräte auf dem Mond offenzulegen.

So müssen beispielsweise große Wasservorräte in der Tiefe des Mondes vorhanden sein – doch nicht mehr als drei Meter tief. Über dieser Höhe liegt bereits eine „trockene“ Schicht, von wo das Wasser unter Einwirkung von Weltraumstrahlen und Sonnenwind verschwindet. Dies erklärt, warum die Abstürze von Mikrometeoriten nicht zur Entstehung ähnlicher Wasserwolken führen.

Unter dieser Höhe befinden sich laut den Geologen uralte Vorräte von Mond-Eis, die diese Wasserzwischenschicht ständig nachfüttern, die etwa 100 bis 250 Tonnen Wasser jährlich verliert. Zugunsten der Existenz einer solchen Zwischenschicht spricht, dass der Mondboden keine solchen Mengen an Feuchtigkeit akkumulieren könnte, wenn seine einzige Quelle die Materie des Sonnenwindes ist.
Dies spreche, so die Forscher, zugunsten einer uralten Herkunft der Wasservorräte auf dem Mond, die mit der Zeit allmählich verschwanden. Ihre Entdeckung werde nicht nur ermöglichen, die Schnelligkeit dieses Prozesses in der Vergangenheit einzuschätzen, sondern auch zu begreifen, ob die ersten Mond-Siedler diese Vorräte werden nutzen können.