Wurde das frühe Sonnensystem mit vielen großen Einschlägen bombardiert? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler seit über 35 Jahren. Und das nicht nur akademisch. Aus Gesteinen auf der Erde wissen wir, dass sich das Leben sehr früh, vor mindestens 3,8 Milliarden Jahren, zu entwickeln begann. Wenn die Erde zu dieser Zeit von großen Einschlägen getroffen wurde, hätte dies sicherlich die Entwicklung des Lebens beeinflusst. Hat das Sonnensystem das sogenannte Late Heavy Bombardment (LHB) durchlaufen? Aufregende neue Forschungen, die Daten der Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) verwenden, könnten einige Zweifel an der populären LHB-Theorie aufkommen lassen.
Es ist eigentlich eine ziemlich hitzige Debatte, die die Wissenschaftsgemeinschaft seit geraumer Zeit polarisiert. In einem Lager sind diejenigen, die glauben, dass das Sonnensystem vor etwa 3,8 Milliarden Jahren eine Katastrophe mit großen Einschlägen erlebt hat. Im anderen Lager sind diejenigen, die glauben, dass solche Einschläge gleichmäßiger über die Zeit des frühen Sonnensystems vor etwa 4,3 bis 3,8 Milliarden Jahren verteilt waren.
Die Kontroverse dreht sich um zwei große Einschlagsbecken, die sich auf dem Mond ziemlich nahe beieinander befinden. Das Imbrium-Becken ist eines der jüngsten Becken auf der Mondvorderseite, während das Serenetatis-Becken als eines der ältesten gilt. Beide sind mit vulkanischen Basalten überflutet und groß genug, um mit bloßem Auge von der Erde aus gesehen zu werden.
Was wäre, wenn die Proben von Apollo 17 nicht aus dem Serenitatis-Becken stammen würden, wo die Astronauten sie gesammelt haben, sondern aus dem etwa 600 km entfernten Imbrium-Becken? Studien der neuen Lunar Reconnaissance Orbiter Camera legen nahe, dass dies der Fall sein könnte. Wenn dies zutrifft, bedeutet dies, dass Serenitatis viel älter ist als das Imbrium-Becken und eine Einschlagskatastrophe im gesamten Sonnensystem ist nicht erforderlich, um das unheimlich nahe Alter der Becken von Imbrium und Serenitatis zu erklären.
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Wissenschaftler kennen das relative Alter solcher Mondbecken aufgrund eines Konzepts, das als Überlagerung bezeichnet wird. Grundsätzlich besagt die Überlagerung, dass das, was oben ist, jünger sein muss als das, was darunter ist. Anhand solcher Beziehungen können Wissenschaftler feststellen, welche Becken älter und welche jünger sind.
Um ein absolutes Alter zu erhalten, benötigen Wissenschaftler jedoch echte Gesteinsbrocken, damit sie radiometrische Datierungstechniken anwenden können. Die vom Apollo-Programm zurückgegebenen Mondproben lieferten genau dies. Die Apollo-Proben deuten jedoch darauf hin, dass die Becken von Imbrium und Serenitatis kaum 50 Millionen Jahre auseinander liegen.
Die relative Altersdatierung sagt uns, dass es über 30 andere Becken gibt, die sich innerhalb dieses Zeitrahmens gebildet haben. Das bedeutet, dass ungefähr alle 1,5 Millionen Jahre ein großer Einschlag aufgetreten ist! 1,5 Millionen Jahre mögen jetzt nach einer langen Zeit klingen. Aber bedenken Sie den letzten großen Einschlag, der auf der Erde stattfand, das Chicxulub-Ereignis vor 65 Millionen Jahren, von dem angenommen wird, dass es die Dinosaurier ausgerottet hat. Stellen Sie sich vor, dass seitdem weitere 40 dinosauriertötende Einschläge aufgetreten sind. Es wäre überraschend, wenn ein Leben ein solches Sperrfeuer überleben würde!
Aus diesem Grund geht ein Forscherteam unter der Leitung von Dr. Paul Spudis vom Lunar and Planetary Institute dieser Frage sehr genau nach. Ihre Forschung nutzt das Prinzip der Überlagerung, um zu zeigen, dass mehrere der vom Apollo-Programm besuchten Gebiete mit Material des Imbrium-Einschlags bedeckt waren. Dies könnte bedeuten, dass viele der gesammelten Apollo-Materialien möglicherweise dasselbe Ereignis beproben.
Die Forschung von Dr. Spudis konzentriert sich auf das Gebiet des Montes Taurus, zwischen den Becken Serenitatis und Crisium, nicht weit vom Landeplatz von Apollo 17 entfernt. Dies ist eine Region, die von geformten Hügeln dominiert wird, die als ausgestoßenes Material aus dem angrenzenden Serenitatis-Beckeneinschlag interpretiert wurden. Dr. Spudis und sein Team haben jedoch herausgefunden, dass dieses geformte Material stattdessen aus dem etwa 600 Kilometer entfernten Imbrium-Becken stammt.
Frühere Daten dieses Gebiets von der Lunar Orbiter IV-Kamera hatten dies nicht gezeigt, weil ein Nebel auf der Kameralinse die Sichtbarkeit der Details erschwerte (dieses Nebelproblem wurde schließlich gelöst und Lunar Orbiter IV lieferte viele nützliche Daten über anderen Teilen des Mondes). Die neuen LROC-Daten zeigen jedoch, dass das geformte Terrain, das bei Apollo 17 zu sehen war, sehr weit verbreitet ist und sich weit über die Montes Taurus-Region hinaus erstreckt. Darüber hinaus weisen die Rillen und linierten Merkmale dieses Geländes auf das Imbrium-Becken, nicht auf das Serenitatis-Becken, und stimmen mit ähnlichen Merkmalen in den Alpes- und Fra Mauro-Formationen überein, von denen bekannt ist, dass es sich um Ejekta des Imbrium-Impakts handelt. Im Norden von Serenitatis scheinen sich diese Imbrium-Formationen sogar in den Montes Taurus zu verwandeln, was bestätigt, dass die geformten Hügel tatsächlich vom Imbrium-Einschlag stammen.
Jüngste qualitativ hochwertige Daten der Lunar Reconnaissance Orbiter Camera zeigen, dass das geformte Gelände, das sich am Landeplatz von Apollo 17 befindet, mit Material zusammenhängt, von dem bekannt ist, dass es vom Imbruim-Einschlag stammt. Dies bedeutet, dass Apollo 17 möglicherweise Imbrium- und nicht Serenitatis-Material entnommen hat. Dies könnte das ungewöhnlich kurze Alter dieser beiden Becken erklären, das durch die Apollo-Proben nahegelegt wurde. Wenn dies der Fall ist, könnte der Serenitatis-Einschlag viel früher stattgefunden haben als bisher angenommen, was bedeutet, dass eine Flut von häufigen Bombardements nicht stattfand und sich das Leben auf der Erde hätte entwickeln können, ohne von zu vielen Einschlagsereignissen belästigt zu werden.
Bildnachweis: NASA/GSFC/Arizona State University
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Wenn es sich bei den geformten Hügeln um Imbruim-Ejekta handelt, ist es möglich, dass Apollo 17 Imbrium- und nicht Serenitatis-Materialien entnommen hat. Das lässt das sehr nahe radiometrische Alter dieser beiden Becken verdächtig erscheinen. Vielleicht liegen diese Zeitalter so nah beieinander, weil wir effektiv das gleiche Material gemessen haben. In diesem Fall könnte das Alter von Serenitatis viel älter sein als die 3,87 Milliarden Jahre, die die Apollo 17-Proben nahelegen. Wenn dies zutrifft, würde dies bedeuten, dass es zu der Zeit, als sich das Leben auf der frühen Erde bildete, kein spätes schweres Bombardement gab, sodass sich das Leben mit relativ wenigen stoßbedingten Unterbrechungen entwickeln konnte.
Quelle:
Spudis et al., 2011, Journal of Geophysical Research, V116, E00H03