Wasser ist nicht nur das einzige Lösungsmittel, das in der Lage ist, das Leben zu unterstützen, sondern auch für das Leben, wie wir es hier auf der Erde kennen. Aus diesem Grund ist es immer wieder spannend, Wasservorkommen – sei es in flüssiger Form oder als Eis – auf anderen Planeten zu finden. Auch dort, wo es nicht als potenzieller Hinweis auf Leben angesehen wird, bietet das Vorhandensein von Wasser Möglichkeiten zur Erkundung, wissenschaftlichen Untersuchung und sogar zur Errichtung menschlicher Außenposten.
Bei Mond und Merkur war dies sicherlich der Fall, wo Wassereis in den permanent beschatteten Kraterregionen rund um die Pole entdeckt wurde. Aber nach einer neuen Analyse der Daten aus demMondaufklärer-Orbiterund derBOTERaumschiffe, Mond und Merkur haben möglicherweise deutlich mehr Wassereis als bisher angenommen.
Die Studie, die die neuen Erkenntnisse beschreibt, ist kürzlich in der Zeitschrift erschienen Natur Geowissenschaften . Das Team wurde von Lior Rubanenko und David A. Paige geleitet – einem Doktoranden und Professor für Planetenwissenschaften an der Institut für Erd-, Planeten- und Weltraumwissenschaften an der University of California, Los Angeles (UCLA) – mit Unterstützung von Jaahnavee Venkatrama, Statistikerin und UCLA-Absolventin.
Die blauen Bereiche zeigen Orte am Südpol des Mondes, an denen wahrscheinlich Wassereis vorhanden ist. Bildnachweis: NASA/GSFC
Im Grunde haben Merkur und Mond viel gemeinsam. Beide sind von Natur aus terrestrisch (alias felsig) und bestehen aus Silikatmineralien und Metallen, die zwischen einem metallischen Kern und einem Silikatmantel und einer Kruste unterschieden werden. Außerdem sind sie beide so ausgerichtet, dass die Sonne nie hoch über dem Horizont aufgeht und sie dauerhaft im Schatten stehen.
Infolgedessen gehören diese Regionen zu den kältesten im Sonnensystem und topografische Vertiefungen (wie Einschlagskrater) erhalten überhaupt kein Sonnenlicht. Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler die Theorie aufgestellt, dass darin eingeschlossenes Wassereis möglicherweise Milliarden von Jahren überleben könnte. In den letzten Jahren wurde dies durch Missionen wie die Mondaufklärer-Orbiter (LRO) und die BOTE orbiter.
Diese Beobachtungen zeigten gletscherähnliche Eisablagerungen auf dem Merkur, aber nicht auf dem Mond, obwohl ihre polaren thermischen Umgebungen einander sehr ähnlich sind. Frühere Radar- und Bildgebungsstudien zeigten jedoch nur fleckige, flache Eisablagerungen an Orten wie dem Shakleton-Krater und anderen tief liegenden Gebieten in der Südpol-Aitken-Becken .
Nancy Chabot ist Instrumentenwissenschaftlerin für das Mercury Dual Imaging System von MESSENGER vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (JHUAPL). Als sie erklärt :
„Wir haben gezeigt, dass die polaren Ablagerungen von Merkur überwiegend aus Wassereis bestehen und sowohl in den Nord- als auch in den Südpolarregionen von Merkur weit verbreitet sind. Die Eisablagerungen von Merkur scheinen viel weniger lückenhaft zu sein als die auf dem Mond und relativ frisch, vielleicht in den letzten zehn Millionen Jahren eingelagert oder aufgefrischt.“
MESSENGER-Daten des Nordpols von Merkur, die polare Ablagerungen von Wassereis zeigen. Bildnachweis: NASA/JHUAPL/CIW/NAIC, Arecibo-Observatorium.
Dieser unerklärliche Unterschied zwischen Merkur und Mond hat das UCLA-Team dazu motiviert, eine vergleichende Analyse der Polarkrater auf Merkur und dem Mond durchzuführen, um diesen Unterschied zwischen den beiden Welten zu untersuchen. Ein erneuter Blick auf die Daten legt die Möglichkeit nahe, dass auch in den Kraterregionen des Mondes dicke Eisablagerungen existieren könnten.
Diese Schlussfolgerung wurde durch die Untersuchung von Höhendaten von MESSENGER und LRO von ungefähr 15.000 einfachen Kratern auf Merkur und Mond gezogen, die durch kleinere, weniger energiereiche Einschläge gebildet wurden. Diese Krater haben einen Durchmesser zwischen 2,5 km und 15 km, werden durch die Stärke der Oberflächenstaubschicht zusammengehalten und sind in der Regel kreisförmiger und symmetrischer als große Krater.
Die Wissenschaftler der UCLA nutzten diese inhärente Symmetrie, um die Dicke des darin eingeschlossenen Eises abzuschätzen. Was sie fanden, war der Krater, den sie untersuchten, eine signifikante Anzahl von ihnen war bis zu 10 % flacher, wenn sie sich in der Nähe des Nordpols auf Merkur und des Südpols des Mondes befanden, jedoch nicht in der Nähe des Nordpols des Mondes.
Das Team kam zu dem Schluss, dass die wahrscheinlichste Erklärung für diesen Tiefenunterschied die Ansammlung dicker Eisablagerungen auf beiden Welten ist. Dies wurde durch die Tatsache gestützt, dass die polseitigen Hänge dieser Krater etwas flacher erscheinen als ihre äquatorseitigen Hänge und dass diese Unterschiede in Regionen signifikanter sind, in denen die Eisstabilität durch die Umlaufbahn des Merkur um die Sonne gefördert wird.
Sie fanden auch heraus, dass diese potenziellen Eisablagerungen unter der Oberfläche mit Kratern zusammenfallen, die Oberflächeneis aufweisen. Als Rubanenko zusammengefasst :
„Wir haben festgestellt, dass sich flache Krater in der Regel in Gebieten befinden, in denen zuvor Oberflächeneis in der Nähe des Südpols des Mondes entdeckt wurde,und schlussfolgerte, dass diese Flachheit höchstwahrscheinlich auf das Vorhandensein von vergrabenen dicken Eisablagerungen zurückzuführen ist.“
Und während festgestellt wurde, dass das Eis in der mit Kratern übersäten nördlichen Region des Merkur fast rein ist, sind die auf dem Mond entdeckten Ablagerungen höchstwahrscheinlich mit dem Regolith vermischt und geschichtet. Dieser Trend wurde zwar für kleinere einfache Krater beobachtet, schließt jedoch nicht aus, dass Eis auch in größeren Kratern verbreitet sein könnte.
Diese Forschung kann nicht nur zur Klärung der Frage nach der scheinbar geringen Häufigkeit von Mondeis (im Vergleich zu Merkur) beitragen, sondern könnte auch praktische Anwendungen haben. Genannt Noah Petro, der LRO-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA: „Wenn es bestätigt wird, könnte dieses potenzielle Reservoir an gefrorenem Wasser auf dem Mond massiv genug sein, um eine langfristige Monderkundung zu ermöglichen.“
Angesichts mehrerer Pläne zum Bau von Forschungsaußenposten im Südpol-Aitken-Becken des Mondes ist das mögliche Vorhandensein von noch mehr Wassereis eine sehr gute Nachricht. Wenn dies bestätigt wird, könnten diese reichlich vorhandenen Wassereisvorräte mehr in Form von Außenposten, Treibstoffherstellungsbetrieben, der Schaffung von Tanklagern und vielleicht sogar einer dauerhaften Mondsiedlung ermöglichen.