Das Geheimnis hinter den Mondwirbeln, einer der schönsten optischen Anomalien des Sonnensystems, könnte endlich – dank einer gemeinsamen Studie der Rutgers University und der University of California in Berkeley – gelöst sein. Die Ergebnisse weisen auf die Dynamik in der Vergangenheit des Mondes als Ort mit vulkanischer Aktivität und einem intern erzeugten Magnetfeld hin. Sie fordern auch die Sichtweise und unser bisheriges Wissen heraus, wie wir den Mond sehen und glauben, die Mondgeologie zu verstehen.
Mondwirbel ähneln hellen, schlangenartigen Wolken, die auf der dunklen Oberfläche des Mondes gezeichnet sind. Der berühmteste, Reiner Gamma, ist ungefähr 65 km lang und bei Hobbyastronomen sehr beliebt. Die meisten Mondwirbel sind an Standorten mit starken, lokalisierten Magnetfeldern. Die hellen und dunklen Muster entstehen, wenn diese Magnetfelder Teilchen vom Sonnenwind ablenken und Teile der Mondoberfläche langsamer verwittern, als andere.
Reiner Gamma. Aufnahme durch die Sonde Clementine. (Bild: NASA, gemeinfrei)
“Aber die Ursache dieser Magnetfelder und damit auch der Wirbel selbst war lange Zeit ein Rätsel”, sagte Sonia Tikoo, Mitautorin der kürzlich im Journal of Geophysical Research – Planets veröffentlichten Studie und Assistenzprofessorin an der Rutgers University. “Um es zu lösen, mussten wir herausfinden, welche Art von Geologie diese Magnetfelder erzeugen könnte – 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, das eng und nahe unter der Mondoberfläche liegt.
Die Gegend ist mit Lavaröhren – langen, schmalen Strukturen, die sich bei Vulkanausbrüchen durch fließende Lava bilden – oder mit Lavadikes, vertikalen Magmaschichten, die in die Mondkruste injiziert wurden, durchzogen.
Aber das warf eine andere Frage auf: Wie konnten Lavaröhren und Dikes so stark magnetisch sein? Die Antwort liegt in einer Reaktion, die für die damalige Zeit vor etwa 3 Milliarden Jahren einmalig für die Umgebung des Mondes 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 wurden. 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 nicht auf dem Mond passieren, da kein globales Magnetfeld vorhanden ist, um das Eisen zu magnetisieren.
Aber in einer Studie, die letztes Jahr veröffentlicht wurde, fand Tikoo heraus, dass das alte Magnetfeld des Mondes 1 Milliarde bis 2,5 Milliarden Jahre länger vorhanden war, als bisher angenommen – vielleicht parallel zur Entstehung von Lavatunneln oder Dikes, deren hoher Eisengehalt stark magnetisch geworden wäre, als sie abgekühlten.
Der nächste Schritt wäre, einen Mondwirbel zu besuchen und ihn direkt geologisch zu studieren. Tikoo arbeitet in einem Komitee, das eine Rover-Mission vorschlägt, um genau das zu tun.
Veröffentlichung: Douglas J. Hemingway, Sonia M. Tikoo. Lunar Swirl Morphology Constrains the Geometry, Magnetization, and Origins of Lunar Magnetic Anomalies. Journal of Geophysical Research: Planets, 2018; DOI: 10.1029/2018JE005604
Quelle: off. Pm der Rutgers University
Titelbildunterschrift: Dies ist ein Bild des Reiner Gamma Mondwirbels vom NASA Lunar Reconnaissance Orbiter. (Bild: NASA LRO WAC-Wissenschaftsteam)
Pia Gaupels
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