Das Alter von Planetenoberflächen zu bestimmen könnte künftig anhand von Proben vom Mond verbessert werden. Sie beweisen außerdem, dass es vor etwa zwei Milliarden Jahren noch Vulkanausbrüche auf dem Trabanten der Erde gab.
Die chinesische Raumsonde “Chang´e-5“ landete am 1. Dezember 2020 auf dem Mond. Bald darauf begann sie, Bodenproben zu sammeln.
Der Landeplatz der Sonde, die nach der chinesischen Mondgöttin benannt ist, war dabei natürlich nicht dem Zufall überlassen. Es handelte sich um ein Vulkangebiet, das im „Ozean der Stürme“ liegt – im oberen, linken Teil der erdzugewandten Seite des Mondes. Die verantwortlichen Forscherinnen und Forscher vermuteten, dass sich die dortige Planetenoberfläche aus den jüngsten Basalt-Vorkommen des Mondes zusammensetzt – Überreste eines Vulkanausbruchs.
Basalt-Proben jünger als erwartet
Rund zwei Wochen nachdem die Sonde auf dem Mond gelandet war, kehrte sie wieder zur Erde zurück. Dabei brachte sie zahlreiche Proben aus Bohrungen vom Landeplatz mit sich. Ein internationales Forscherteam untersuchte nun einige der darin enthaltenen Basalt-Stücke näher. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal „Science“ veröffentlicht.
Das Team, dem auch der australische Geologe Alexander Nemchin angehört, untersuchte vor allem zwei der größeren Basalt-Proben, die von der chinesischen Sonde auf die Erde gebracht wurden. „Wir haben uns für diese Proben entschieden, weil sie mit einer Länge von jeweils rund vier Millimetern die größten Basalt-Stücke waren“, erklärt Nemchin gegenüber dem ORF.
Die Forscherinnen und Forscher führten mehrere Untersuchungen im Labor durch. „Dabei haben wir herausgefunden, dass beide Basalt-Stücke von demselben Vulkanausbruch stammen“, so Nemchin. Außerdem konnte das Team feststellen, dass der Basalt etwa zwei Milliarden Jahre alt war. Ein überraschendes Ergebnis. „Die jüngsten vulkanischen Gesteinsproben anderer Raumsonden waren fast eine Milliarde Jahre älter“, erklärt Nemchin. Bisher war man demnach davon ausgegangen, dass es vor etwa zwei Milliarden Jahren keine Vulkanausbrüche auf dem Mond gab.
Ursache gibt Rätsel auf
„Wir wissen, dass größere Planeten die Hitze in deren Kernen länger speichern können als kleinere planetare Objekte“, erklärt Nemchin. Geschmolzene Lava auf der Erde sei laut ihm auf diese Hitze zurückzuführen. Im Mond sei diese Hitze jedoch bereits so gut wie erloschen. Was den späten Vulkanausbruch ausgelöst hat, ist daher derzeit noch unklar. „Eigentlich ist man davon ausgegangen, dass der Mond schon lange davor zu viel Hitze verloren hat“, so der Geologe. Laut den Forscherinnen und Forschern musste für den Ausbruch auf dem Mond aber auf jeden Fall eine Hitzequelle vorhanden sein.
Eine Erklärung könnten hitzeproduzierende Elemente wie Uran, Kalium oder Thorium liefern, die im „Ozean der Stürme“ häufig vorkommen. Das internationale Forscherteam konnte aber keine Hinweise darauf finden, dass es genug der Elemente in der Mondoberfläche gibt, um einen Vulkanausbruch zu verursachen. Die späten vulkanischen Aktivitäten seien demnach auf eine andere Ursache zurückzuführen – welche genau, ist derzeit aber noch unklar.
Krater zeigen Oberflächenalter
Die Ursache für den Vulkanausbruch muss noch geklärt werden, die Bestimmung des Probenalters hat aber dennoch schon jetzt positive Effekte auf die Weltraumforschung. Das Forscherteam konnte mit den Ergebnissen nämlich eine Methode verbessern, mit der das Alter von planetaren Oberflächen berechnet wird.
Dabei werden die Krater auf Planetenoberflächen untersucht. Je mehr Krater vorhanden sind, desto älter ist die Oberfläche. Die Forschungsergebnisse tragen zur Verbesserung der Methode bei, da es vor allem für Oberflächen, die zwischen einer und drei Milliarden Jahre alt sind, bisher keine guten Vergleichswerte gab. „Mit den Proben vom Mond kann in künftigen Untersuchungen auch etwa das Oberflächenalter vom Mars oder anderer Planeten genauer bestimmt werden“, so Nemchin.