Dieses Bild zeigt eine hochporöse Kruste auf der Mondoberfläche, eine Folge von Brüchen, die durch Milliarden von Jahren der Einschlagskraterbildung entstanden sind. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/IPGP
Wenn wir die Oberfläche des Mondes betrachten, wissen wir, dass er von Asteroiden und Kometen, die auf seine Oberfläche einschlagen, getroffen wurde. Aber neue Details aus der GRAIL-Mission zeigen, dass das Mondinnere direkt unter der Oberfläche ebenfalls zugemauert und fast vollständig pulverisiert wurde. Dieses überraschende Ergebnis, zusammen mit der Entdeckung tiefer Brüche, deutet darauf hin, dass der Mond in seinen ersten Milliarde Jahren möglicherweise eine Geschichte massiver Einschläge erlitten hat, mehr als bisher angenommen. Dies bedeutet, dass die Erde und andere terrestrische Planeten im Sonnensystem ebenfalls große frühe Einschläge erlitten haben.
„Es war bekannt, dass Planeten durch Einschläge zerstört wurden, aber niemand hatte sich vorgestellt, dass die [Mond-] Kruste so zerschlagen war“, sagte Maria Zuber, leitende Ermittlerin der GRAIL-Mission. „Das ist eine wirklich große Überraschung und wird viele Leute dazu bringen, darüber nachzudenken, was dies für die planetare Evolution bedeutet.“
Die neuen GRAIL-Daten stimmen mit neueren Studien überein, die darauf hindeuten, dass die Das späte schwere Bombardement hat möglicherweise viel länger gedauert als ursprünglich geschätzt und bis weit in die Zeit, als sich das frühe Leben auf der Erde bildete. Darüber hinaus war diese „spät-späte“ Periode der Einschläge – vor 3,8 bis 2,5 Milliarden Jahren – nichts für schwache Nerven. Verschiedene Explosionen könnten mit denen konkurrieren, die einige der größten Krater auf dem Mond erzeugten, und könnten größer gewesen sein als der dinosauriertötende Einschlag, der vor 65 Millionen Jahren den Chicxulub-Krater schuf.
Aus den Messungen von GRAIL haben Zuber und ihr Team nun eine hochauflösende Karte der Schwerkraft des Mondes zusammengefügt ( Lesen Sie mehr darüber in unserem vorherigen Artikel.)
Aber die resultierende Karte zeigt auch ein inneres Gravitationsfeld, das mit einer unglaublich gebrochenen Mondkruste übereinstimmt. Im Vergleich zur Oberfläche wirkt die Karte des Innenraums außerordentlich glatt. Abgesehen von den großen Einschlagsbecken fehlt der oberen Kruste des Mondes weitgehend dichte Gesteinsstrukturen und sie besteht wahrscheinlich stattdessen aus porösem, pulverisiertem Material.
Diese Mondkarte zeigt die Gravitationsgradienten, die von der GRAIL-Mission der NASA berechnet wurden. Rot und Blau entsprechen stärkeren Schwerkraftgradienten. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/CSM
Die Mondgravitationskarte von GRAIL hat auch zahlreiche Strukturen auf der Mondoberfläche offenbart, die von früheren Gravitationskarten eines Planeten nicht aufgelöst wurden, darunter vulkanische Landformen, Einschlagbeckenringe und viele einfache, schalenförmige Krater. Aus den Messungen von GRAIL haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Mondkruste mit einer Dicke von 34 bis 43 Kilometern viel dünner ist, als Planetengeologen zuvor vermutet hatten. Die Kruste unter einigen großen Becken ist fast nicht vorhanden, was darauf hindeutet, dass frühe Einschläge möglicherweise den Mondmantel ausgegraben haben und ein Fenster ins Innere geschaffen haben.
„Wenn man sich die Oberfläche des Mondes anschaut und wie stark er mit Kratern übersät ist“, sagte Zuber am Mittwoch während einer Pressekonferenz von der Konferenz der American Geophysical Union, „das sagt uns, dass alle terrestrischen Planeten so aussahen, aber die Erdgeschichte ist nicht erhalten.“ aufgrund atmosphärischer und Erosionsprozesse auf unserem Planeten. Wenn wir also diese frühen Perioden studieren wollen, müssen wir woanders hingehen, und der Mond ist der perfekte Ort dafür.“
Zuber sagte, dass wir jetzt, nachdem wir einen unglaublichen Bruch der oberen Kruste des Mondes gefunden haben, wissen, dass die Kruste anderer Planeten wahrscheinlich auch dieselben Brüche aufweist. „Wir haben Grund zu der Annahme, dass die Brüche auf den terrestrischen Planeten tiefer liegen und vielleicht wie beim Mond sogar bis in den Erdmantel hineinreichen. Dies wirkt sich auf die planetarische Entwicklung aus, zum Beispiel darauf, wie Planeten Wärme verlieren“, sagte sie.
Frakturen bieten auch einen Weg für Flüssigkeiten.
'Der Mars hat die Theorie, dass er einen alten Ozean hat, und wir fragen uns, wo er hingegangen ist', sagte Zuber. „Der Ozean könnte durchaus unterirdisch sein, und wir haben Hinweise auf Wasser unter der Erde auf dem Mars gesehen. Wenn es jemals Mikroben auf der Oberfläche des Mars gegeben hätte, hätten sie sehr tief vordringen können, also eröffnet dieser Fund solche Möglichkeiten und öffnet wirklich ein Fenster zu den frühen Stadien unseres Sonnensystems und wie gewalttätig es war.“
Zusätzlich zu den Entdeckungen von GRAIL, sagte Zuber, sei eine weitere große Errungenschaft die Leistung der Raumsonde selbst gewesen. Um die wissenschaftlichen Ziele der Mission zu erreichen, mussten die beiden Sonden, die mehr als 200 Kilometer voneinander entfernt sein können, in der Lage sein, Abstandsänderungen mit einer Genauigkeit von wenigen Zehntel Mikrometern pro Sekunde zu messen. Aber GRAIL übertraf seine Messanforderungen tatsächlich um etwa den Faktor fünf und löste Änderungen des Abstands von Raumfahrzeugen auf mehrere Hundertstel Mikrometer pro Sekunde auf.
„Bei dieser Mission mit zwei Raumschiffen musste zweimal alles perfekt laufen“, sagt Zuber und fügt stolz hinzu: „Stellen Sie sich vor, Sie ziehen als Elternteil Zwillinge groß und Ihre Kinder setzen sich ans Klavier und spielen perfekt ein Duett. So fühlt es sich an.“
