Asteroiden bombardierten den jungen Mond

In seinen ersten rund 700 Millionen Jahren war das Sonnensystem ein unangenehmer Ort. Auch nach der Entstehung der Planeten wimmelten Bruchstücke halbfertiger Himmelskörper umher, die Erde und Mond einem wahren Kreuzfeuer aussetzten. Auf dem Mond zeigen sich noch heute die Spuren des „Großen Bombardements“, das bis vor rund 3,7 Milliarden Jahre andauerte (künstlerische Darstellung oben). Die großen Einschlagbecken auf unserem Trabanten entstanden allesamt vor diesem Datum.

Was genau den Mond zernarbte, war bislang jedoch unbekannt. Waren es Asteroiden, Kometen, oder vielleicht beide Arten von Himmelskörpern in einer Mischung? Oder spielten die Bruchstücke eines einzelnen großen Protoplaneten eine Rolle? Nun identifizierten Astronomen Bruchstücke der schuldigen Himmelskörper in Mondgesteinen, welche die Apollo-Astronauten mit auf die Erde brachten.

Die Astronomen um Katherine Joy vom Center for Lunar Science and Exploration im texanischen Houston nutzten dafür neue mikroskopische Untersuchungsmethoden. Mit einem speziellen Elektronenmikroskop und der so genannten Elektronenstrahlmikroanalyse untersuchten sie die chemische Zusammensetzung von Partikeln im feinen Mondstaub (Foto: Regolith). Die chemische Zusammensetzung des Regoliths ist genau bekannt, daher suchten die Wissenschaftler nach einzelnen Körnchen, deren Zusammensetzung stark von der erwarteten abwich.

Die Forscher nahmen Regolithbrocken unter die Lupe, die Astronauten der Mission Apollo 16 auf die Erde gebracht hatten. Dieses Material entstand vor rund 3,9 Milliarden Jahren bei dem Einschlag, der das Mare Imbrium (Regenmeer) auf der Nordhalbkugel des Monds formte. Die beim Impakt ausgeworfenen Gesteine regneten unter anderem am Krater Caley nahe der Landestelle von Apollo 16 herab, wo die Astronauten sie schließlich einsammelten.

Die Astronomen fanden in insgesamt fünf Proben des Mondgesteins winzige Spuren so genannter „extrem magnesiumreicher mafischer Fragmente“ (UMMF), also eisenreicher Silikatgesteine mit einem ungewöhnlich hohen Anteil an Magnesium, die bisher unbekannt waren. Die Zusammensetzung aller gefundenen Bruchstücke war recht ähnlich, sie traten im untersuchten feinen Mondstaub nur in Prozentbruchteilen auf und sind nach Ansicht von Joy und ihren Kollegen die Überreste früher chondritischer Asteroiden, die den Mond bombardierten.

Zum Vergleich analysierten die Forscher mit ihrer Methode Mondgesteine jüngeren Datums. Auch dort fanden sie Buchstücke von Asteroidengesteinen, diesmal allerdings mit anderen Zusammensetzungen als diejenige der sehr alten Gesteine. Die gefundenen jüngeren Meteoriten unterschieden sich deutlicher voneinander, ähnelten aber auch nicht dem typischen Regolith.

Offenbar gab es mindestens zwei unterschiedliche Episoden in der Bombardierung des Mondes durch Asteroiden. In seiner Frühzeit schlugen vor allem Bruchstücke sehr magnesiumreicher chondritischer UMMF-Asteroiden ein, die bislang kaum oder gar nicht durch irdische Meteorite dokumentiert sind. Dies stimmt mit den bisherigen Untersuchungen der Impaktschmelzen in Einschlagbecken auf dem Mond überein, jedoch konnten diese die Zusammensetzung der eingeschlagenen Meteorite nicht genau bestimmen. Vor rund 3,7 Milliarden Jahren scheinen mit dem Ende des Großen Bombardements viele andere Arten von Meteoriten auf den Mond geprasselt zu sein.

Klar ist nun, dass der Löwenanteil der großen Mondkrater im Großen Bombardement nicht durch fehlgeleitete Kometen, sondern durch Asteroideneinschläge entstand. Nach Computersimulationen ist es wahrscheinlicher, dass die Überreste der felsigen Asteroiden nach dem Einschlag auf dem Mond verbleiben, während die bröseligen Kometen zu einem größeren Teil wieder ins All geschleudert werden. Dennoch hätten die Astronomen statistisch gesehen wenigstens in einem der untersuchten Regolithbrocken Kometenreste finden müssen, ihnen ging aber nichts ins Netz.

Die nun gewonnenen Erkenntnisse über die Bombardierung des Monds gelten auch für unseren Heimatplaneten, der den gleichen Einschlägen ausgesetzt war. Ob eher Kometen oder Asteroiden einschlugen und welche Zusammensetzung diese hatten, bestimmte letztlich auch die Bedingungen unter denen die ersten Lebensformen auf der Erde enstanden.

Quelle: Sterne und Weltraum vom 18.05.2012

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