Nun, das Urteil ist gefallen. Der Mond besteht also doch nicht aus grünem Käse.
Eine im Mai 2023 veröffentlichte gründliche Untersuchung ergab, dass der innere Kern des Mondes tatsächlich eine feste Kugel mit einer Dichte ähnlich der von Eisen ist. Die Forscher hoffen, dass dies dazu beitragen wird, eine lange Debatte darüber zu beenden, ob das innere Herz des Mondes fest oder geschmolzen ist, und zu einem genaueren Verständnis der Geschichte des Mondes – und damit auch der des Sonnensystems – führen wird.
„Unsere Ergebnisse“, schrieb ein Team um den Astronomen Arthur Briaud vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Frankreich, „stellen die Entwicklung des Magnetfelds des Mondes in Frage, da sie die Existenz eines inneren Kerns beweisen. Zudem stützen sie ein Szenario einer globalen Umwälzung des Mondmantels, das wesentliche Einblicke in den zeitlichen Ablauf des Mondbombardements in der ersten Milliarde Jahre des Sonnensystems liefert.“
Die Erforschung der inneren Zusammensetzung von Objekten im Sonnensystem gelingt am effektivsten durch seismische Daten. Die Art und Weise, wie sich von Erdbeben erzeugte Schallwellen durch das Material im Inneren eines Planeten oder Mondes bewegen und davon 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 ihre Auflösung ist zu niedrig, um den Zustand des inneren Kerns genau zu bestimmen. Wir wissen, dass es einen flüssigen äußeren Kern gibt, aber was dieser umfasst, ist weiterhin umstritten. Modelle eines festen inneren Kerns und eines vollständig flüssigen Kerns funktionieren mit den Apollo-Daten gleichermaßen gut.
Um das ein für alle Mal herauszufinden, sammelten Briaud und seine Kollegen Daten von Weltraummissionen und Experimenten zur Entfernungsmessung des Mondes per Laser, um ein Profil verschiedener Mondmerkmale zu erstellen. Dazu gehören der Grad seiner Verformung durch die Gravitationswechselwirkung mit der Erde, die Variation seiner Entfernung von der Erde und seine Dichte.
Als nächstes führten sie Modellierungen mit verschiedenen Kerntypen durch, um herauszufinden, welche am besten mit den Beobachtungsdaten übereinstimmten.
Sie haben mehrere interessante Entdeckungen gemacht. Erstens beschreiben die Modelle, die dem, was wir über den Mond wissen, am meisten ähneln, eine aktive Umwälzung tief im Inneren des Mondmantels. Das bedeutet, dass dichteres Material im Inneren des Mondes in Richtung Zentrum fällt und weniger dichtes Material nach oben steigt. Diese Aktivität wird schon seit langem als Erklärung für das Vorhandensein bestimmter Elemente in vulkanischen Regionen des Mondes vorgeschlagen. Die Forschung des Teams fügt der Beweisliste 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. Laut 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 Radius des Mondes.
Das Team fand heraus, dass der innere Kern außerdem eine Dichte von etwa 7.822 Kilogramm pro Kubikmeter hat. Das kommt der Dichte von Eisen sehr nahe.
Interessanterweise kam 2011 ein Team unter der Leitung der NASA-Planetenforscherin Renee Weber zu einem ähnlichen Ergebnis. Dabei nutzten sie die damals modernsten seismologischen Techniken und werteten Daten der Apollo-Mission aus, um den Mondkern zu untersuchen. 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 sind ein ziemlich überzeugendes Argument für einen erdähnlichen Mondkern. Und das hat einige interessante Auswirkungen auf die Entwicklung des Mondes.
Wir wissen, dass der Mond kurz nach seiner Entstehung ein starkes Magnetfeld hatte, 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, schon relativ bald zum Mond zurückzukehren, müssen wir auf die seismische Bestätigung dieser Erkenntnisse vielleicht nicht lange warten.
Die Forschungsergebnisse wurden in Nature veröffentlicht.
Eine Version dieses Artikels wurde erstmals im Mai 2023 veröffentlicht.
