Sonnensystem: Mond wohl 40 Millionen Jahre älter als gedacht

Dank der Staub- und Kristallproben der Mondmission Apollo 17 konnte ein Forschungsteam das Mindestalter des Mondes bestimmen. Vor 4,46 Milliarden Jahren könnte er entstanden sein.

Ein Bericht von Patrick Klapetz veröffentlicht am 24. Oktober 2023, 14:15 Uhr

Der Apollo-17-Astronaut Harrison Schmitt auf der Mondoberfläche (1972) (Bild: Nasa)

Das genaue Alter des Mondes ist ein Rätsel der astronomischen Fachwelt. Vor mehr als vier Milliarden Jahren, als das Sonnensystem noch jung war und die Erde noch wuchs, soll laut der Kollisionstheorie ein riesiges Objekt – der Protoplanet Theia – von der Größe des Mars auf die Erde gestürzt sein. Ein großes Stück von der Erde brach ab und dessen Trümmerteile formten den Mond.

1972 brachten die Apollo-Astronauten der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa eine Staubprobe mit enthaltenen Kristallen vom Mond mit zur Erde. Ein Forschungsteam hat die Kristalle nun untersucht, um den Zeitpunkt der Mondentstehung zu bestimmen. Der Mond scheint somit 40 Millionen Jahre älter zu sein, als bisher angenommen wurde. Er soll vor mindestens 4,46 Milliarden Jahren entstanden sein.

"Diese Kristalle sind die ältesten bekannten Festkörper, die sich nach dem Rieseneinschlag gebildet haben. Und weil wir wissen, wie alt diese Kristalle sind, dienen sie als Anker für die Mondchronologie", erklärt Philipp Heck in einer Pressemitteilung. Er ist der Mitautor der im Fachmagazin Geochemical Perspectives Letters erschienenen Studie.

Als das marsgroße Objekt die Erde traf und den Mond formte, schmolz die Energie des Einschlags das Gestein. Daraus entstand schließlich die Mondoberfläche. "Wenn die Oberfläche so geschmolzen war, konnten sich keine Zirkonkristalle bilden und überleben. Die Kristalle auf der Mondoberfläche müssen sich also gebildet haben, nachdem der Magmaozean abgekühlt war", erörtert Heck. "Andernfalls wären sie geschmolzen und ihre chemischen Signaturen würden ausgelöscht werden."

Das Verfahren zur Altersbestimmung

Eine frühere Studie von Co-Autor Bidong Zhang hat dieses Alter bereits angedeutet. Doch mit der Atomsonden-Tomografie konnte das Alter der Kristalle genau datiert werden. Dabei wird zunächst ein Stück der Mondprobe mit einem fokussierten Ionenstrahl-Mikroskop zu einer sehr scharfen Spitze angespitzt, erklärt die Erstautorin Jennika Greer. Dieses erinnert an einen "sehr ausgefallenen Bleistiftanspitzer".

Anschließend wird ein UV-Laser verwendet, um Atome von der Oberfläche dieser Spitze zu verdampfen. "Die Atome durchlaufen ein Massenspektrometer und die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen, gibt Aufschluss darüber, wie schwer sie sind, was wiederum Aufschluss darüber gibt, woraus sie bestehen", sagt Greer.