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Geologie: Erloschene Vulkanregion auf der dunklen Mondseite

Mit Daten der Raumsonde Lunar Orbiter haben Forscher Ablagerungen auf dem Mond entdeckt. Vor 3,6 Milliarden Jahren soll hier ein Vulkan ausgebrochen sein.

Artikel veröffentlicht am , Patrick Klapetz
Die Wärme unter der Oberfläche einer vermuteten vulkanischen Erscheinung auf dem Mond wurde mit Mikrowellendaten gemessen. (Bild: M.A. Siegler, J. Feng, K. Lehman-Franco, et al.)

Ein Forschungsteam hat unter der Oberfläche des Mondes eine verblüffende Entdeckung gemacht. Anhand von Mikrowellenfrequenzdaten der Raumsonde Lunar Orbiter konnten sie eine Granitformation auf der uns abgewandten Mondseite erkennen. Der Lunar Orbiter war eine Mondraumsonde der US-Raumfahrtbehörde Nasa, die zwischen 1966 und 1968 den Mond umkreiste. Außerdem nutzte das Team für seine Studie aktuellere Daten der chinesischen Mondmissionen Chang'e 1 (2010) und Chang'e 2 (2012).

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Bei der Granitformation handelt es sich vermutlich um Ablagerung von abgekühltem Magma unter einem Vulkan. Dieser soll zuletzt vor etwa 3,5 Milliarden Jahren ausgebrochen sein. Granite sind die magmatischen Gesteinsüberreste der Abflusssysteme unter erloschenen Vulkanen. Wenn die Lava abkühlt, ohne dabei aufzubrechen, wird die zurückgebliebene Granitform als Batholith bezeichnet.

Das Forschungsteam konnte mit Hilfe der Daten feststellen, dass die Wärme, die unter der Oberfläche erzeugt wird, von einer Konzentration radioaktiver Elemente herrührt. Diese kommt nur auf dem Mond in Form von Granit vor.

Auf der Erde findet sich viel Granit – auf dem Mond eigentlich nicht

"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 in einer Pressemitteilung. Er ist der Erstautor der Studie, Forschungsprofessor an der Southern Methodist University in Dallas (Texas, USA) und Forscher bei der gemeinnützigen Organisation des Planetary Science Institutes (PSI) in Tucson (Arizona, USA).

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"Die Berge der Sierra Nevada zum Beispiel sind ein Batholith, der von einer Vulkankette im Westen der Vereinigten Staaten übrig geblieben ist, die vor langer Zeit existierte", führt der Wissenschaftler weiter aus.

Auf der Erde kommt Granit relativ häufig vor. Seine Bildung wird im Allgemeinen durch Wasser und Plattentektonik vorangetrieben. Schiebt sich eine ozeanische Platte unter eine Kontinentalplatte, türmt sich ein Gebirge auf. Dabei geraten die Magmaströme unter der Erdkruste in Bewegung. Wenn heißes Magma dann über einen sehr langen Zeitraum unter der Erdkruste erstarrt, entsteht schließlich Granit.

Die Entdeckung wirft neue Fragen auf

Der lunare Batholith befindet sich in einer Region des Mondes, die zuvor als Vulkankomplex identifiziert worden war. Die Compton-Belkovich-Thorium-Anomalie soll einer der vulkanischen Hotspots auf der dunklen Mondseite sein. Das Forschungsteam sei jedoch von der Größe des Batholith-Komplexes überrascht. Der geschätzte Durchmesser des Komplexes beträgt 50 Kilometer. Dabei komme Granit auf dem Mond nur extrem selten vor. Die nötigen Prozesse zur Bildung fehlen hier schlichtweg.

"Wenn es kein Wasser gibt, sind extreme Bedingungen nötig, um Granit zu bilden", sagt Siegler. "Wir haben hier also ein System ohne Wasser und ohne Plattentektonik, aber mit Granit." Die Entdeckung dieses Granitkörpers hilft zu erklären, wie sich die frühe Mondkruste gebildet hat. Dennoch stellt dies das Forschungsteam und Siegler vor einige neue Fragen: "Gab es [genügend] Wasser auf dem Mond – zumindest an dieser einen Stelle? Oder war es nur besonders heiß?"

Zur Studie

Die Studie wurde am 5. Juli 2023 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Sie heißt Remote detection of a lunar granitic batholith at Compton-Belkovich (Fernerkundung eines granitischen Mondbatholithen bei Compton-Belkovich).