Schon mit dem bloßen Auge lassen sich auf dem Mond weit verbreitete Zeugen vulkanischer Aktivität erkennen. Es sind die dunklen Flächen der Maria oder Mondmeere, die sich überwiegend vor rund 3,5 Milliarden Jahren durch gewaltige Ausflüsse basaltischer Lava bildeten. Diese Laven, die in ihrer chemisch-mineralogischen Zusammensetzung ihren irdischen Gegenstücken sehr ähnlich sind, ergossen sich in riesige Einschlagbecken. Diese entstanden einige hundert Millionen Jahre zuvor durch die Einschläge großer Asteroiden, die Krater von bis zu 2500 Kilometer Durchmesser schlugen. Nach dem Erstarren der Laven waren diese Becken weitgehend mit dunkelgrauem bis schwarzem Gestein gefüllt, das sich seitdem nur noch geringfügig durch Einschläge kleinerer Asteroiden veränderte.

Die Compton-Belkovich-Thorium-Anomalie
© Joliff, B. L. et al., Nature Geoscience Juli 2011
(Ausschnitt)
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Neben den Basalten flossen im Umfeld der Maria auch zähflüssigere Laven aus, die sich durch höhere Gehalte an Silikaten, Kalium und Thorium auszeichnen. Sie entstanden durch so genannte Magmendifferentiation im Monduntergrund, als sich die Gesteinsschmelze in Magmakammern ansammelte. Dabei kam es unter anderem zu einer Trennung von schweren Mineralen und leichteren Bestandteilen der Schmelzen, die dann an unterschiedlichen Orten und zu unterschiedlichen Zeiten an die Mondoberfläche drangen.

Entdeckt wurden diese Regionen durch die Erkundung der Mondoberfläche mit der Raumsonde Lunar Prospector, die in den Jahren 1998 bis 1999 den Mond mit einem Neutronenspektrometer erkundete und dabei auch die Kalium- und Thoriumgehalte der Mondoberfläche kartierte. Auf den Karten sprangen sofort die großen Anomalien im Umfeld der Maria auf der Mondvorderseite ins Auge. Auf der Mondrückseite dagegen waren kaum Abweichungen zu erkennen, bis auf einen isolierten Fleck in der Nähe der alten Einschlagkrater Compton und Belkovich. Nun untersuchte ein Forscherteam um Bradley L. Joliff an der Washington University in St. Louis im US-Bundesstaat Missouri diese Anomalie mit der US-Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), die seit 2009 den Mond umrundet.

Vulkankegel im Bereich der Compton-Belkovich-Thorium-Anomalie
© Joliff, B.L. et al., Nature Geoscience Juli 2011
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Auf den Bildern von LRO zeigten sich im Gebiet der CBTA mehrere Kegel, die Durchmesser von mehreren Kilometern aufweisen. Sie weisen alle Merkmale vulkanischer Kegel auf, die bei einem Vulkanausbruch um den Eruptionsort aufgehäuft werden. Sie haben auffällig steile Flanken – ein Hinweis darauf, dass sie aus sehr zähflüssigen Laven entstanden, die demzufolge hohe Gehalte an Silikat enthalten haben. Die spektrometrischen Messdaten bestätigen hohe Gehalte an Kalium und Thorium im Vergleich zum Gestein in der weiten Umgebung. Sie könnten in ihrem Chemismus nach Ansicht des Forscherteams granitischen Gesteinen ähneln.

Auffällig ist, dass die Vulkankegel ausgezeichnet erhalten sind und nur von sehr wenigen kleinen Einschlagkratern überlagert wurden, was auf ein für Mondverhältnisse geringes geologisches Alter hinweist. Die Forscher ermittelten ein Alter von 800 Millionen Jahren, womit diese Vulkane die jüngsten bekannten Zeugen von aktivem Vulkanismus auf dem Mond wären. Erstaunlich ist, dass diese Aktivität nur in einem kleinen isolierten Gebiet auf der Mondrückseite auftrat, weit entfernt von einem Maregebiet mit den dazugehörigen Magmakammern. Offenbar ist die vulkanische Aktivität auf dem Mond erst viel später erloschen, als gemeinhin angenommen wurde. Nach den vorherrschenden Vorstellungen über die geologische Aktivität des Erdtrabanten ging diese bereits vor rund 2,5 Milliarden Jahren zu Ende, was dem Mond auch die Bezeichnung einer "Museumswelt" einbrachte, in der alles tot und konserviert sei. (ta)