Chang'e 6: Basalte verraten mehr über Vulkanismus auf der Mondrückseite
Mit der chinesischen Mondmission Chang'e-6 wurden Gesteins- und Staubproben von der erdabgewandten Seite des Trabanten zur Erde gebracht. Die Untersuchung der Basaltproben verrät laut zweier chinesischer Forschungsteams(öffnet im neuen Fenster) mehr über den Vulkanismus auf unserem nächsten Nachbarn.
"Die Entschlüsselung der vulkanischen Geschichte der Mondrückseite ist entscheidend für das Verständnis der hemisphärischen Dichotomie des Mondes" , erklärte Studienleiter Li Qiuli von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) in einer Pressemitteilung(öffnet im neuen Fenster) .
Bisher war die Asymmetrie zwischen der Vorder- und Rückseite des Mondes ein wissenschaftliches Rätsel. Sowohl die Basaltverteilung als auch die Topografie, Krustendicke und die Thoriumkonzentration (Th) unterscheiden sich. Durch die Chang'e-6-Mission wurden 1.935,3 Gramm an Mondproben zur Erde gebracht, die der Fachwelt neue Erkenntnisse über die Geschichte des Himmelskörpers liefern sollen.
Chang'e-6: Landung und Probenrückführung
Die Landefähre der Mission erreichte am 1. Juni 2024 das Südpol-Aitken-Becken auf der Mondrückseite. Nach dem Einsammeln der Proben startete zwei Tage später ein Aufstiegsmodul in die Umlaufbahn des Trabanten. Dort wurden die Proben von einem Orbiter eingesammelt und landeten am 25. Juni 2024 auf der Erde.
Ein chinesisches Forschungsteam(öffnet im neuen Fenster) führte eine systematische Radioisotopendatierung von 108 Basaltfragmenten durch. Von diesen zeigten 107 Fragmente mit niedrigem Aluminiumwert ein konsistentes Entstehungsalter von 2.807 ± 3 Millionen Jahren. Bei dem verbleibenden Fragment mit hohem Aluminiumgehalt wurde das Alter auf 4.203 ± 4 Millionen Jahre bestimmt.
Diese Daten deuten darauf hin, dass die vulkanische Aktivität auf der Mondrückseite mindestens 1,4 Milliarden Jahre lang anhielt. Ein Eruptionsalter von etwa 2,8 Milliarden Jahren wurde bei Gesteinen auf der erdzugewandten Mondseite bisher nicht festgestellt. Damit handelt es sich bei dem nun analysierten Gestein um die älteste bisher zurückgebrachte Basaltprobe des Mondes, deren Alter genau bestimmt wurde.
Die Geschichte des vulkanisch aktiven Mondes
Ein ähnliches Ergebnis(öffnet im neuen Fenster) wiesen auch die Proben der anderen chinesischen Forschungsgruppe auf: 2.830 ± 5 Millionen Jahre. Untersuchungen der Mondproben der amerikanischen Apollo- und sowjetischen Luna-Missionen kamen jedoch zu dem Resultat, dass der Vulkanismus auf beiden Mondseiten vor etwa drei Milliarden Jahren endete.
Zu einem anderen Ergebnis kam ein Forschungsteam bei der Analyse der chinesischen Chang'e-5-Mondproben. Diese landete im Jahr 2020 auf der Mondvorderseite und brachte Proben zur Erde, die zeigten, dass der Trabant noch vor 2,0 Milliarden Jahren vulkanisch aktiv war.
Erste Bleiisotopenanalysen der Chang'e-6-Proben deuten darauf hin, dass diese Basalte aus unterschiedlichen Mantelquellen stammen: Der 4,2 Milliarden Jahre alte Basalt stammt aus einer KREEP-reichen Quelle – einer Quelle mit reichlich Kalium (K), Seltenen Erden (REE) und Phosphor (P). Der Basalt mit einem Alter von 2,8 Milliarden Jahren stammt dagegen aus einer KREEP-armen Quelle.
"Das Ende des Vulkanismus auf dem Mond ist darauf zurückzuführen, dass die inneren Wärmequellen im Laufe der Zeit schwanden" , so Li. Diese bestanden im Zerfall radioaktiver Elemente und der Restwärme aus der Mondentstehung. "Als diese Wärmequellen abnahmen, kühlte sich der Mondmantel allmählich ab und verfestigte sich, wodurch die Fähigkeit des Magmas schwand, die Oberfläche zu erreichen."
Die Mission zeigt, dass sich das Modell der Kraterchronologie – basierend auf der Grundlage von Beobachtungen auf der Vorderseite – auch auf der Mondrückseite anwenden lässt. Es basiert auf einer engen Übereinstimmung zwischen dem Basaltalter von 2,8 Milliarden Jahren und den Schätzungen der Kraterzählung.
Zur Studien
Die erste Studie wurde am 15. November 2024 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht: Lunar farside volcanism 2.8 billion years ago from Chang'e-6 basalts(öffnet im neuen Fenster) (Vulkanismus auf der Rückseite des Mondes vor 2,8 Milliarden Jahren gemäß Chang'e-6-Basalten).
Die zweite Studie wurde am 15. November 2024 in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht: A sample of the Moon's far side retrieved by Chang'e-6 contains 2.83-billion-year-old basalt(öffnet im neuen Fenster) (Eine Probe der Rückseite des Mondes, die von Chang'e-6 geborgen wurde, enthält 2,83 Milliarden Jahre alten Basalt).