Wissenschaftler haben endlich bestätigt, was sich im Herzen unseres Mondes befindet: eine feste Eisenkugel, deren Dichte der des inneren Erdkerns ähnelt. Diese Entdeckung, die im Mai 2023 in Nature veröffentlicht wurde, beendet eine langjährige Debatte und wirft Licht auf die Geschichte des Mondes und enthüllt möglicherweise Hinweise auf das frühe Sonnensystem.
Seit Jahrzehnten diskutieren Forscher darüber, ob der Mondkern vollständig flüssig war oder einen festen inneren Teil enthielt. Die Apollo-Missionen lieferten einige seismische Daten von Mondbeben, deren Auflösung jedoch zu gering war, um den Zustand des Kerns definitiv zu bestimmen. Modelle mit vollständig flüssigen und teilweise festen Kernen stimmten gleichermaßen gut mit den verfügbaren Informationen überein.
Um ein klareres Bild zu erhalten, kombinierten der Astronom Arthur Briaud und sein Team am französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung Daten aus verschiedenen Quellen:
- Lunar Laser Ranging Experimente: Diese Experimente verfolgen die genaue Entfernung zwischen Erde und Mond und zeigen subtile Variationen auf, die durch Gravitationswechselwirkungen verursacht werden.
- Weltraummissionen: Daten verschiedener Raumfahrzeugmissionen trugen zu einem umfassenden Verständnis der physikalischen Eigenschaften des Mondes bei.
- Modellierungstechniken: Mithilfe hochentwickelter Computermodelle verglichen die Forscher verschiedene Kernzusammensetzungen mit den gesammelten Beobachtungsdaten.
Die Modelle, die am besten mit den beobachteten Daten übereinstimmten, wiesen auf mehrere wichtige Erkenntnisse hin:
- Tiefer Mantelumsturz: Die Modelle deuten auf eine aktive Zirkulation tief im Mondmantel hin – dichteres Material sinkt zur Mitte hin, während weniger dichtes Material aufsteigt. Es wird angenommen, dass dieser als Umsturz bekannte Prozess die Verteilung bestimmter Elemente in vulkanischen Regionen auf dem Mond erklärt. Briauds Team fügt dieser Theorie weitere Beweise hinzu.
- Erdähnliche Struktur: Am überzeugendsten ist, dass die Daten eine Kernstruktur belegen, die der der Erde bemerkenswert ähnlich ist: ein flüssiger äußerer Kern, der einen festen inneren Kern umgibt.
Der geschätzte Radius des äußeren Kerns beträgt etwa 362 Kilometer (225 Meilen), während der innere Kern etwa 258 Kilometer (160 Meilen) misst – was etwa 15 % des Gesamtradius des Mondes entspricht. Die Dichte dieses eisenreichen inneren Kerns beträgt etwa 7.822 Kilogramm pro Kubikmeter und liegt damit nahe an der des inneren Erdkerns.
Diese Entdeckung spiegelt frühere Forschungen der NASA-Wissenschaftlerin Renee Weber aus dem Jahr 2011 wider, die mithilfe einer fortschrittlichen seismologischen Analyse von Apollo-Daten ebenfalls Hinweise auf einen festen inneren Kern fand. Briauds Team untermauert diese Schlussfolgerung weiter.
Die Auswirkungen auf das Verständnis des Mondes sind tiefgreifend: Das Vorhandensein eines festen inneren Kerns hat erhebliche Auswirkungen darauf, wie und warum der Mond vor Milliarden von Jahren sein Magnetfeld verloren hat. Magnetfelder entstehen durch die Bewegung und Konvektion von geschmolzenem Material im Kern, daher ist der Aufbau des Mondkerns entscheidend für die Lösung dieses Rätsels.
Zukünftige Mondmissionen versprechen direktere seismische Untersuchungen, die diese Ergebnisse endgültig bestätigen werden.
