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Bodenproben: Quellen des Mondwassers

MondLaden...

Dass eishaltige Meteoriten auf dem Mond einschlagen und so Wasser auf den Erdtrabanten bringen, darüber sind sich Wissenschaftler einig. Doch nun wird eine weitere Theorie bestätigt: Einem Forscherteam um Yang Liu von der University of Tennessee gelang der Nachweis, dass Teile des Wassers aus den Protonen des Sonnenwindes entstehen.

Als im Jahr 2008 erstmals Wasser in kleinen Glaskügelchen von der Mondoberfläche entdeckt wurde, entbrannte eine Diskussion unter Wissenschaftlern: Wo kommt es her? Neben der nahe liegenden Variante der Meteoriteneinschläge etablierte sich rasch eine weitere Idee: Protonen aus dem Sonnenwind reagieren mit dem in der pulverisierten Gesteinsoberfläche – dem Regolith – des Mondes gespeicherten Sauerstoff zu Hydroxylionen und Wasser. Doch viele Wissenschaftler bezweifelten die Theorie. Einige präsentierten Ergebnisse aus Experimenten, wonach die Protonen des Sonnenwindes mit dem Sauerstoff im Regolith keine Bindungen eingehen können, sondern ihn stattdessen regelrecht hinaus befördern; die Protonen würden die Entstehung von Wasser also vielmehr verhindern. Die Forscher aus Tennessee bringen nun Klarheit in die Sache – dank moderner Analysemethoden.

Denn frühere Untersuchungen des Materials basierten auf Verfahren, die nicht zwischen verschiedenen Wasserstoffspezies unterscheiden konnten. Liu und sein Team untersuchten die Mitbringsel der letzten Apollo-Mission mit Hilfe der so genannten Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, um die chemische Form des Wasserstoffs zu klassifizieren, und nutzten die Methode der Ionenmassenspektrometrie, um das Verhältnis von Wasserstoff und seinem schwereren Isotop Deuterium zu bestimmen. Die Kombination beider Methoden ermöglicht es schließlich, eine eventuelle solare Herkunft nachzuweisen. Denn als die Sonne entstand, reagierte Deuterium nahezu vollständig mit leichtem Wasserstoff zu Helium, so dass die Sonne und damit auch der Sonnenwind heutzutage sehr wenig Deuterium enthalten  –  ganz im Gegensatz zu allen anderen Objekten im Sonnensystem.

Die amerikanischen Forscher haben herausgefunden, dass große Teile der analysierten Proben Wassermoleküle und Hydroxylionen enthalten, die jeweils kaum Deuterium aufweisen. Dieser Befund deutet darauf hin, dass Wasser enthaltendes Mondgestein definitiv mit Wasserstoff angereichert ist, welcher dem Sonnenwind entstammt. Die Messung bestätigte zudem die bereits zuvor von den meisten Wissenschaftlern erwartete weitere Wasserquelle: einige Bestandteile der Proben waren in einem Maß mit Deuterium angereichert, wie es im Wasser der meisten Meteoriten üblich ist.

Nun gelte es herauszufinden, was die neuen Erkenntnisse für mögliche Wasservorkommen auf anderen Himmelskörpern wie etwa dem Merkur oder dem Asteroiden Vesta bedeuten, so die Forscher. Deren Oberflächen sind nicht durch eine Atmosphäre geschützt, wie es etwa bei der Erde der Fall ist, und können so mit dem Sonnenwind interagieren.

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