Eine vom Mond bislang nicht bekannte Art von Vulkanismus
Das Forschungsteam entdeckte diverse Schichten aus gehärteter Lava. Vor allem in den tiefen Regionen wurden dickere Schichten gefunden. Zur Oberfläche hin wurden diese jedoch dünner: Die dicksten Schichten waren etwa 70 m breit. In den geringeren Tiefen in der Nähe des Landeplatzes dünnten die Lavaströme auf eine Breite von etwa 5 m aus. Das deutet auf eine "allmähliche Erschöpfung der internen thermischen Energie" hin.
Die thermische Energie trieb den Mond-Vulkanismus an und die nach oben hin schmaler werdenden Schichten weisen auf "eine Abnahme des Ausmaßes der Eruptionen im Laufe der Zeit" hin. Das Forschungsteam hat nach eigenen Angaben mindestens drei oder vier große Lavaströme identifiziert. Einige davon liegen recht dicht beieinander und schließen eine dünne Schicht Mondboden zwischen dem gehärteten Gestein ein.
Nach dem Abgleich ihrer Messungen mit den Daten der vorherigen Mondlandefähre Chang'e 3 erklärt das Forschungsteam in seinem Paper, dass diese Schichten repräsentativ für die unterirdischen Merkmale im Von-Kármán-Krater seien. Die Fernerkundungsdaten sagen jedoch nichts über den zeitlichen Ablauf der vulkanischen Ereignisse auf dem Mond aus, sondern nur darüber, dass sie mit der Zeit kleiner zu werden scheinen, bis die thermische Energie des Mondes nachlässt.
Gigantische Vorkommen an abgekühltem Magma
Abseits dieses Forschungsergebnisses ist der Vulkanismus auf dem Mond in letzter Zeit – Achtung Wortwitz – eh ein heißes Thema. Dank des ersten Mondgesteins aus der Apollo-Ära, das vor mehr als vier Jahrzehnten geborgen wurde, weiß die Fachwelt, dass die Lava aus den Vulkanen auf dem Mond eine Milliarde Jahre länger floss als bisher angenommen wurde.
Erst im Juli 2023 veröffentlichte ein Forschungsteam den Fund eines seltsamen Hotspots auf der Rückseite unseres Trabanten. Es ist ein riesiger Klumpen uralten Granits, der wohl eine Art von Vulkanismus beweist, die auf dem Mond noch nie beobachtet wurde.
Bei der Granitformation handelt es sich vermutlich um Ablagerung von abgekühltem Magma unter einem Vulkan, der zuletzt vor etwa 3,5 Milliarden Jahren ausgebrochen sein soll. Granite sind die magmatischen Gesteinsüberreste der Abflusssysteme unter erloschenen Vulkanen. Wenn die Lava abkühlt, ohne dabei aufzubrechen, wird die zurückgebliebene Granitform als Batholith bezeichnet.
Auf der Erde wäre dieser Fund nichts allzu Ungewöhnliches. "Jeder große Granitkörper, den wir auf der Erde finden, versorgte früher eine ganze Reihe von Vulkanen, so wie heute ein großes System die Cascade-Vulkane im pazifischen Nordwesten versorgt. Batholithen sind viel größer als die Vulkane, die sie an der Oberfläche speisen", erklärt Matthew Siegler (Erstautor) in einer Pressemitteilung.
Gab es früher auf dem Mond etwa gigantische Ozeane?
Die Bildung von Batholithen wird im Allgemeinen durch Wasser und Plattentektonik vorangetrieben. Schiebt sich eine ozeanische Platte unter eine Kontinentalplatte, türmt sich ein Gebirge auf – Magmaströme geraten dabei unter der Erdkruste in Bewegung. Wenn heißes Magma über einen sehr langen Zeitraum unter der Erdkruste erstarrt, entsteht schließlich Granit.
Der Mond ist aber staubtrocken. Zwar gibt es geringe Wasseranteile im Mondstaub oder sie sind in Glasperlen auf dem Mond gebunden; auch in den im Dauerschatten liegenden Kratern soll es Vorkommen von Wassereis geben. Jedoch gibt es keine feuchten Ozeane auf dem Erdtrabanten. "Wenn es kein Wasser gibt, sind extreme Bedingungen nötig, um Granit zu bilden. Wir haben hier also ein System ohne Wasser und ohne Plattentektonik, aber mit Granit", erörtert Siegler.
Zudem ist der geschätzte Durchmesser des entdeckten Komplexes etwa 50 km groß – gigantisch dafür, dass Granit auf dem Mond nur extrem selten vorkommt. Die nötigen Prozesse zur Bildung fehlen hier schlichtweg. Neben einer großen Mantelplume (eine für die Konvektion im Erdmantel vorgeschlagene Aufstiegsstruktur), die Magma aus dem Inneren des Mondes einspeist, benötigt es an dieser Stelle beispielsweise eine anomal feuchte Tasche im Inneren des Mondes. Vielleicht gab es zumindest in diesem Bereich in der frühen Mondgeschichte genügend Wasser auf dem Mond.
Eine andere Möglichkeit wäre ein Leck mit Elementen, die genügend radiogenes Material liefern könnten, um ausreichend Wärme für ein beständiges Wiederaufschmelzen zu erzeugen. Obwohl sich ein paar Rätsel um den Mond allmählich lösen, stößt die Fachwelt bei unserem Trabanten immer wieder auf neue Fragen. Ob der Mond eine Vulkanhölle war, wird sich wohl erst in den kommenden Jahren beantworten lassen.
Studien
Die Studie The Moon's farside shallow subsurface structure unveiled by Chang'E-4 Lunar Penetrating Radar (Chang'E-4 Lunar Penetrating Radar enthüllt die Struktur des flachen Untergrunds der Mondrückseite) erschien am 26. Februar 2020 im Fachmagazin Science Advances.
Die Studie Layered Structures in the Upper Several Hundred Meters of the Moon Along the Chang'E-4 Rover's First 1,000-m Traverse (Schichtstrukturen in den oberen paar hundert Metern des Mondes entlang der ersten 1.000-Meter-Passage des Chang'E-4-Rovers) erschien am 7. August 2023 in der Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research: Planets.
Die Studie Remote detection of a lunar granitic batholith at Compton-Belkovich (Fernerkundung eines granitischen Mondbatholithen bei Compton-Belkovich) erschien am 5. Juli 2023 im Fachmagazin Nature.