Nun, das Urteil steht fest. Der Mond besteht schließlich nicht aus grünem Käse.
Eine im Mai veröffentlichte gründliche Untersuchung hat ergeben, dass der innere Kern des Mondes tatsächlich eine feste Kugel mit einer ähnlichen Dichte wie Eisen ist. Die Forscher hoffen, dass dies dazu beitragen wird, eine lange Debatte darüber beizulegen, ob das innere Herz des Mondes fest oder geschmolzen ist, und zu einem genaueren Verständnis der Geschichte des Mondes – und damit auch der Geschichte des Sonnensystems – führen wird.
„Unsere Ergebnisse“, schrieb ein Team unter der Leitung des Astronomen Arthur Briaud vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Frankreich, „stellen die Entwicklung des Mondmagnetfelds in Frage, da es die Existenz des inneren Kerns beweist, und unterstützen einen globalen Mantelumsturz.“ Szenario, das wesentliche Einblicke in den zeitlichen Verlauf des Mondbombardements in den ersten Milliarden Jahren des Sonnensystems liefert.“
Die Untersuchung der inneren Zusammensetzung von Objekten im Sonnensystem gelingt am effektivsten durch seismische Daten. Die Art und Weise, wie sich durch Beben erzeugte akustische Wellen durch das Material im Inneren eines Planeten oder Mondes bewegen und dort reflektiert werden, kann Wissenschaftlern dabei helfen, eine detaillierte Karte des Inneren des Objekts zu erstellen.
Wir verfügen zwar über seismische Monddaten, die von der Apollo-Mission gesammelt wurden, aber deren Auflösung ist zu gering, um den Zustand des inneren Kerns genau zu bestimmen. Wir wissen, dass es einen fließenden äußeren Kern gibt, aber was er umfasst, bleibt umstritten. Modelle eines festen inneren Kerns und eines vollständig flüssigen Kerns funktionieren mit den Apollo-Daten gleichermaßen gut.
Um es ein für alle Mal herauszufinden, sammelten Briaud und seine Kollegen Daten von Weltraummissionen und Mondlaserentfernungsexperimenten, um ein Profil verschiedener Mondeigenschaften zu erstellen. Dazu gehören der Grad seiner Verformung durch seine gravitative Wechselwirkung mit der Erde, die Variation seines Abstands von der Erde und seine Dichte.
Als nächstes führten sie eine Modellierung mit verschiedenen Kerntypen durch, um herauszufinden, welcher am besten mit den Beobachtungsdaten übereinstimmte.
Sie machten mehrere interessante Erkenntnisse. Erstens beschreiben die Modelle, die dem, was wir über den Mond wissen, am ähnlichsten sind, einen aktiven Umsturz tief im Mondmantel. Das bedeutet, dass dichtere Materie im Inneren des Mondes zur Mitte hin absinkt und weniger dichte Materie nach oben steigt. Diese Aktivität wird seit langem als Erklärung für das Vorhandensein bestimmter Elemente in vulkanischen Regionen des Mondes vorgeschlagen. Die Forschung des Teams fügt der Beweislage einen weiteren Punkt hinzu.
Und sie fanden heraus, dass der Mondkern dem der Erde sehr ähnlich ist – mit einer äußeren Flüssigkeitsschicht und einem festen inneren Kern. Nach ihrer Modellierung hat der äußere Kern einen Radius von etwa 362 Kilometern (225 Meilen) und der innere Kern einen Radius von etwa 258 Kilometern (160 Meilen). Das sind etwa 15 Prozent des gesamten Mondradius.
Das Team stellte fest, dass der innere Kern ebenfalls eine Dichte von etwa 7.822 Kilogramm pro Kubikmeter hat. Das kommt der Dichte von Eisen sehr nahe.
Kurioserweise fand 2011 ein Team unter der Leitung der NASA-Marshall-Planetenforscherin Renee Weber ein ähnliches Ergebnis, indem es damals hochmoderne seismologische Techniken anhand von Apollo-Daten zur Untersuchung des Mondkerns verwendete. Sie fanden Hinweise auf einen festen inneren Kern mit einem Radius von etwa 240 Kilometern und einer Dichte von etwa 8.000 Kilogramm pro Kubikmeter.
Ihre Ergebnisse, sagen Briaud und sein Team, bestätigen diese früheren Erkenntnisse und stellen ein ziemlich starkes Argument für einen erdähnlichen Mondkern dar. Und das hat einige interessante Implikationen für die Entwicklung des Mondes.
Wir wissen, dass der Mond nicht lange nach seiner Entstehung ein starkes Magnetfeld besaß, das vor etwa 3,2 Milliarden Jahren abzunehmen begann. Ein solches Magnetfeld wird durch Bewegung und Konvektion im Kern erzeugt. Daher ist die Zusammensetzung des Mondkerns von großer Bedeutung dafür, wie und warum das Magnetfeld verschwand.
Angesichts der Hoffnung der Menschheit, in relativ kurzer Zeit zum Mond zurückzukehren, müssen wir vielleicht nicht lange auf die seismische Bestätigung dieser Ergebnisse warten.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur.
Eine Version dieses Artikels wurde erstmals im Mai 2023 veröffentlicht.