Mondstaub enthält Wasser aus dem Sonnenwind

Knochentrocken – das war ein Attribut, mit dem Planetenforscher den Mond lange charakterisierten. Doch in den letzten Jahren hat sich der Erdtrabant als unerwartet wasserreich erwiesen. So entdeckten Mondforscher zum Beispiel Eis in schattigen Kratern am Nordpol. Ein weiteres, bislang unbekanntes Reservoir haben jetzt Yang Liu und Kollegen entdeckt. Die Forscher untersuchten drei Mondstaub-Proben und wiesen in glasförmigen Bereichen Hydroxyl nach – Fragmente von Wassermolekülen, bestehend aus je einem Wasserstoff- und einem Sauerstoff-Atom.

Da der Mond keine Lufthülle hat, wird das Gestein auf der Oberfläche ständig von Protonen aus dem Sonnenwind, kosmischer Strahlung und Mikrometeoriten mit einem Durchmesser von weniger als einem Millimeter bombardiert. Messungen der indischen Sonde Chandrayaan-1 aus dem Orbit hatten 2009 gezeigt, dass die Wasserstoffkerne aus dem Sonnenwind sich wahrscheinlich mit Sauerstoffatomen im Mondstaub, dem so genannten Regolith, verbinden und dort hängenbleiben.

Sie liegen dort in Form der Verbindung Hydroxyl vor, im Prinzip mineralisch gebundenes Wasser. Allerdings zeigten die Messungen, dass die hydroxylreiche Schicht lediglich einen hauchdünnen Überzug von 50 Nanometern auf Staubpartikeln der Mond-Oberfläche bildet.

Yang Liu und seine Kollegen untersuchten nun Regolith-Proben, die bei den Apollo-Missionen aufgesammelt wurden. Auch in diesen Körnchen wiesen sie Hydroxyl nach. “Wir haben herausgefunden, dass die Wasserkomponente im Regolith vor allem aus Sonnenwind-Protonen besteht“, sagt Youxue Zhang von der University of Michigan, einer der Ko-Autoren. „Als das Material durch Meteoriteneinschläge schmolz, wanderte das Hydroxyl ins Innere des Glases.“

Die Forscher untersuchten die Proben mit mehreren ausgeklügelten Methoden. Sie konnten sowohl die Herkunft des Wasserstoffs als auch die Art der chemischen Verbindung erkennen. Insgesamt lag der Wassergehalt bei einigen hundertstel Prozent – wesentlich mehr, als vor einigen Jahren für möglich gehalten wurde. „Regolith ist überall auf der Mondoberfläche, und Gläser machen etwa die Hälfte des Regoliths aus“, sagt Zhang. „Wasser ist also auf dem Mond weit verbreitet, wenn auch nicht in Form von Eis oder flüssigem Wasser.“

Auch das Eis in den dunklen Mondkratern könnte zum Teil aus dem Sonnenwind stammen, spekulieren die Forscher. Der Prozess, der den Wasserstoff auf dem Mond implantiert, könnte auch auf anderen Körpern im Sonnensystem eine Rolle spielen, vermuten Yang Liu und Kollegen. „Wahrscheinlich gibt es auch auf Merkur und Asteroiden wie Vesta oder Eros Eis“, sagt Liu. „Diese Körper sind zwar sehr verschieden, haben aber alle das Potential, Wasser zu erzeugen.“

Quellen: Nature/wissenschaft.de vom 15.10.2012

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