Ein Wasserkreislauf auf dem Mond? Bislang hätte kaum jemand erwartet, dass so etwas existieren könnte. Doch Beobachtungen der NASA-Raumsonde EPOXI legen genau das nahe. Im Juni 2009 fotografierte die Sonde bei einem Erdvorbeiflug die Mondoberfläche mehrmals innerhalb einer Woche. Die Spektren verrieten, wo sich Wasser befand, beziehungsweise so genannte "hydratisierte Minerale". Bei diesen Mineralen ist ein Teil der Sauerstoffatome durch Hydroxylgruppen (OH) ersetzt: Die Sauerstoffatome sind also eine Bindung mit je einem Wasserstoffatom eingegangen.
Dort, wo auf dem Mond Morgendämmerung herrschte, wurden Wasser und Hydroxyl registriert; einige Erdtage später, als die Sonne senkrecht über derselben Stelle stand, waren die Substanzen verschwunden. Dafür tauchten sie wiederum dort auf, wo die Sonne gerade aufging.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Wasser auf die Mondoberfläche kommen oder auf ihr entstehen kann: Meteoriteneinschläge, chemische Wechselwirkungen des Mondgesteins mit dem Sonnenwind, oder Gasaustritte aus dem Inneren des Mondes. Aber wie kommt es zu der beobachteten Umverteilung des Wassers auf der Mondoberfläche? Ein Forscherteam, darunter Dana Hurley von der Johns Hopkins Universität im US-Bundesstaat Maryland, widmete sich dieser Frage mit Hilfe von Computersimulationen.

Sie simulierten den Fall, dass das Wasser durch chemische Reaktionen mit den Wasserstoffionen des Sonnenwinds entsteht. Dort, wo die Sonne senkrecht auf die Mondoberfläche strahlt – also "mittags" – sollte ein Teil des Wassers und der Hydroxylgruppen verloren gehen: Sie werden durch die Sonneneinstrahlung in ihre Bestandteile aufgespalten (Fotodissoziation). Wenn es am selben Ort Abend wird, kühlt sich die Oberfläche ab, und die Substanzen bilden sich von neuem. Aber die beobachtete Verteilung des Wassers und deren zeitliche Veränderung passt nicht mit der Simulation zusammen.

Es müssen also noch andere Vorgänge eine Rolle spielen. Dana Hurley zieht insbesondere eine Wechselwirkung mit der extrem dünnen Atmosphäre des Mondes in Betracht: "Auf dem Mond geht die Atmosphäre ständig verloren und wird wieder neu produziert. Die Mondatmosphäre entsteht aus seiner Oberfläche, entweder aus dem Material selbst oder aus etwas, was mit dem Mondgestein wechselwirkt – sei es Sonnenwind oder anderes. Die Atmosphäre interagiert dann wiederum mit dem Oberflächenmaterial." Hurley hält komplexe chemische Reaktionen im Mondgestein für möglich, sowie Austauschvorgänge mit tieferen Schichten unter der Oberfläche.

Um die genauen Zusammenhänge klären zu können, hoffen die Forscher auf mehr Beobachtungen des Mondes mittels Raumsonden und Teleskopen.

Manuela Kuhar