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Mondgeologie: Verkernt

Der Mond ist das Kind der Erde - wenngleich unfreiwillig durch einen üblen Zusammenstoß mit einem marsgroßen Körper gezeugt. Seitdem umkreist uns der Trabant zwar in astronomisch nächster Nähe, unser Wissen über ihn ist jedoch immer noch oberflächlich. Ein uraltes Gestein lässt nun aber tief blicken.
Apollo-17-Mission: Shorty Crater
Harrison Hagan "Jack" Schmitt könnte unter seinesgleichen viele Neider haben – durfte er doch als bislang einziger Geologe an einer NASA-Mission zum Mond teilnehmen und dort zu Forschungszwecken Gesteine sammeln. Eine Aufgabe, der er vortrefflich nachkam: Niemals sammelten Astronauten mehr lunares Material und brachten es zurück zur Erde als während des Aufenthalts von Apollo 17 auf unserem Trabanten im Dezember 1972.

Harrison Hagan "Jack" Schmitt auf dem Mond | Harrison Hagan "Jack" Schmitt war der bislang einzige Geologe auf dem Mond.
Unter den Proben befand sich auch ein Stein namens Troktolit 76535, der mehr als 35 Jahre später den Geowissenschaftler Ian Garrick-Bethell vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge zu Euphorie hinriss: "Er ist wahrscheinlich das schönste Mondgestein mit seinen hellgrünen und milchig-weißen Kristallen." Doch der Ultramafit – so genannt wegen seines extrem hohen Anteils an Magnesium (Ma) und Eisen  (Fe) – begeisterte Garrick-Bethell und seine Kollegen nicht nur optisch, sondern vor allem auch geologisch: "Er gehört zu den ältesten und ursprünglichsten Proben, die wir besitzen." Troktolit 76535 sollte den Forschern also einiges zur Frühzeit des Mondes aussagen.

Die Wissenschaftler interessierte vor allem, warum viele Mondgesteine magnetisiert worden waren, obwohl der Erdbegleiter – zumindest gegenwärtig – gar kein globales Magnetfeld besitzt. Die Ursachenforschung gestaltete sich bislang jedoch sehr schwierig, da die meisten Mondgesteinsproben aus Brekzien stammen und damit aus Gesteinstrümmern, die in einer feinkörnigen Grundmasse neu zusammengefasst wurden, nachdem beispielsweise Meteoriteneinschläge das Ausgangsmaterial zerschossen hatten.

Mondbrekzie | Die meisten Gesteinsproben vom Mond bestehen aus so genannten Brekzien: Gesteinen, die aus anderem Gesteinsmaterial zusammengesetzt sind und durch ein Bindemittel zusammengehalten werden.
Durch einen derartigen Beschuss können sehr kurzlebige örtliche Magnetfelder entstehen, die zwischen wenigen Sekunden bis zu einem ganzen Tag andauern, wenn der Aufprall extrem heftig ausfällt. Sie hinterlassen durchaus magnetisierte Spuren im Material, die sich jedoch von jenen unterscheiden, die von einem langzeitigen magnetischen Dynamo stammen – wie ihn etwa der flüssige äußere Eisenkern der Erde darstellt: Die Bewegungen des elektrisch leitenden Eisens führen zum "Dynamo-Effekt" und erzeugen elektrische Ströme, deren Magnetfeld an der Erdoberfläche nachweisbar sind.

Auch Troktolit 76535 weist Magnetisierungsspuren auf, jedoch keine Anzeichen späterer Umformungen durch Asteroidenbombardements, die normalerweise die Spuren früherer Magnetisierungen übertünchen und ersetzen. Tatsächlich stammen seine Magnetzeugnisse noch immer aus der Zeit vor etwa 4,2 Milliarden Jahren. Dieses hohe Alter, mit dem der ultramafische Methusalem alle bislang bekannten Erd- und Marsgesteine übertrifft, ermittelte Garrick-Bethells Team durch eine Isotopenanalyse.

Troktolit | Ian Garrick-Bethell, der nun einen Troktoliten vom Mond untersuchte bezeichnet ihn als das "wahrscheinlich schönste Mondgestein".
Nach seiner Entstehung blieb der Stein dann offensichtlich mehrere Millionen Jahre im Einflussbereich eines Magnetfelds, wie verschiedene Messungen mit einem Magnetometer ergaben – ein Magnetfeld, das nach den Schätzungen der Forscher zwischen 0,3 und 1 Mikrotesla stark war. Zum Vergleich: Jenes der Erde beträgt an der Oberfläche 50 Mikrotesla – etwa ein Prozent eines herkömmlichen Hufeisenmagneten.

Dies setzt jedoch einen flüssigen Eisenkern im Mond voraus. Das wird allerdings auch Jahrzehnte nach der letzten Apollo-Mission heftig in Wissenschaftlerkreisen immer noch heftig diskutiert, obwohl die Mondfahrer großflächige Lavaströme auf dem Trabanten nachgewiesen hatten. Ein bewegtes Inneres ist zwingend notwendig für Magmatismus, doch genügte dies vielen Forschern noch nicht als endgültigen Beleg eines Monddynamos. Sie beharrten darauf, dass der Mond stets als "kalter" Gesteinsbrocken um uns kreiste und sich nie so weit aufheizte, dass sich ein flüssiger Kern hätte bilden können.

Erdaufgang | Erde und Mond sind wie Mutter und Kind – und zumindest früher besaß auch unser Trabant wohl einen flüssigen Kern, wie ihn unser Planet noch heute in seinem Inneren trägt.
Garrick-Bethell und seine Kollegen haben nun womöglich den Gegenbeweis erbracht, wobei ihr Zeuge noch aus der relativen Frühzeit unseres Begleiters stammt und dessen Magnetfeld abbildet. Doch mehren sich die Hinweise auf eine weitere Überraschung: Eventuell besitzt der Mond sogar heute noch ein kleines, teilweise liquides Zentrum mit maximal 350 Kilometer Durchmesser. Es wird also vielleicht Zeit, dass bald wieder einmal ein Geologe in unsere lunaren Nachbarschaft reist.

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