DruckenTeilen
Wie entstand der Mond wirklich? Eine neue Simulation liefert eine überraschende Antwort – und stellt bisherige Annahmen infrage.
San Antonio – Wissenschaftler sind sich weitgehend einig: Der Mond verdankt seine Existenz einem kosmischen Zusammenstoß. Vor rund 4,5 Milliarden Jahren traf ein etwa marsgroßer Himmelskörper namens Theia auf die junge Erde. Aus den Trümmern dieser gewaltigen Kollision formte sich unser Mond. Doch wie genau dieser Prozess ablief, darüber existieren verschiedene Theorien und Computermodelle. Ein entscheidender Aspekt blieb dabei stets unberücksichtigt: die Temperatur der beteiligten Himmelskörper zum Zeitpunkt des Aufpralls.
Wie ist der Mond entstanden? Die Forschung geht davon aus, dass eine gewaltige Kollision der Auslöser war. © Jens Büttner/dpa
Gemeinsam mit Kollegen der University of Arizona hat ein Forschungsteam vom Southwest Research Institute (SwRI) diese Wissenslücke nun geschlossen. Die Beschaffenheit des einschlagenden Protoplaneten Theia rückte dabei in den Mittelpunkt. „Seine bereits vorhandene Geologie spielt eine Rolle“, erläutert Dr. Adeene Denton vom SwRI in einer Mitteilung.
Bisherige Studien ignorierten die Materialeigenschaften der Himmelskörper
Die Forscherin führt weiter aus: „Simuliert man Erde und Mond als kollidierende Körper mit geologischen Eigenschaften, verändert sich die Art und Weise, wie sich der Mond aus diesem Aufprall bildet – das hielten wir zuvor für unnötig.“ Im Fachjournal The Astrophysical Journal Letters wurden die Erkenntnisse veröffentlicht.
Frühere Untersuchungen zum großen Einschlag, der den Mond hervorbrachte, ließen das Material beider Himmelskörper außer Acht. Die Annahme lautete: Bei derart hochenergetischen Ereignissen spiele dies keine Rolle. „Ob das für den Mond relevant sein würde, wussten wir nicht genau. Als wir die Simulationen durchführten, stellten wir fest, dass es tatsächlich eine ziemlich große Rolle spielt“, berichtet Denton.
Der Mond – Ein Himmelskörper, viele Facetten
Fotostrecke ansehenPhysikalische Eigenschaften des Mondes können auf seine Entstehungszeit hinweisen
Der wissenschaftliche Hintergrund: Gestein verliert bei hohen Temperaturen an Festigkeit. Es wird weicher, verformt sich leichter und kann teilweise schmelzen. Heiße Himmelskörper werden bei einem Einschlag deshalb anders zerlegt und verteilt als kühlere, festere Körper. Variierten die Forscher in ihren Simulationen die Temperaturen der kollidierenden Himmelskörper, veränderte sich das Ergebnis deutlich: Manche Szenarien zeigten einen intakten Mond, der innerhalb von Stunden nach dem Einschlag entstand. In anderen bildete sich zunächst eine protolunare Scheibe um die Erde, aus der sich erst im Laufe der Zeit ein Mond formte.
Warum die Mondgeologie eng mit Bayern verknüpft ist
Was kosmische Kollisionen und extreme Hitze im Gestein anrichten, lässt sich auch mitten in Bayern studieren: Im nordschwäbischen Nördlinger Ries schlug vor rund 14 Millionen Jahren ein gigantischer Asteroid ein. Unter den extremen Druck- und Hitzebedingungen des Aufpralls entstand das charakteristische Impaktgestein Suevit („Schwabenstein“), das weltweit geologische Einblicke in Einschlagsprozesse liefert.
Wegen dieser Ähnlichkeit zur Mondoberfläche ist die Region seit Jahrzehnten ein traditionsreicher Trainingsplatz für die Raumfahrt: Bereits im Sommer 1970 schickte die US‑Raumfahrtorganisation NASA ihre Astronauten – darunter spätere Mond-Astronauten wie Alan Shepard („Apollo 14“) – ins Ries, um die Feldgeologie und die Beprobung von Impaktkratern vor Ort zu trainieren. Auch für künftige Mondmissionen des „Artemis“-Programms dient der bayerische Krater Raumfahrern wie Alexander Gerst regelmäßig als Übungsgelände für geologische Arbeiten auf dem Mond.
Zeitpunkt der Kollision ist entscheidend für das Verständnis der Mondentstehung
Protoplaneten sind zu Beginn heiß und kühlen im Laufe der Zeit ab. Der Zeitpunkt der Kollision ist daher entscheidend für das Verständnis der Mondentstehung. „Je nachdem, wie heiß die Erde und Theia vor dem Zusammenstoß waren, kann der Aufprall Theia zerstören und diese riesige Trümmerwolke erzeugen, aus der schließlich der Mond entsteht“, erklärt Denton. „Als ich jedoch dieselben Parameter wie bei der ursprünglichen Aufprallmodellierung verwendete – bis zu den identischen Temperaturverteilungen im Inneren beider Körper –, entstand innerhalb von etwa fünf Stunden ein intakter Mond.“ (Quellen: SwRI-Mitteilung, Studie, eigene Recherche) (tab)