Bei all den jüngsten Nachrichten über Wasser auf dem Mond kann ein heute in der Zeitschrift Science veröffentlichter neuer Artikel eine Überraschung bieten – oder uns zu früheren Annahmen über den Mond zurückbringen. Eine neue Analyse von elf Mondproben der Apollo-Missionen von Zachary Sharp von der University of New Mexico und seinen Kollegen zeigt, dass der Mond bei seiner Entstehung im Wesentlichen trocken war. Während die jüngsten Erkenntnisse über allgegenwärtiges Wasser und Hydroxyl auf der Oberfläche sowie Wassereis in den Mondpolen durch diese neue Entdeckung nicht in Frage gestellt werden, bestreiten sie – etwas – zwei andere neuere Veröffentlichungen, die ein feuchteres Mondinneres als bisher angenommen vorschlugen. „Die jüngsten LCROSS-Ergebnisse betrafen Wasser auf der Mondoberfläche aufgrund von Kometeneinschlägen, und das Eis stammt von den Kometen selbst“, sagte Sharp gegenüber Universe Today. „Wir sprechen von Wasser, das vor 4,5 Milliarden Jahren im geschmolzenen frühen Mond vorhanden war.“
Die akzeptierte Theorie über die Entstehung des Mondes ist, dass ein marsgroßer Körper in unsere frühe Erde einschlug und eine große Trümmerscheibe erzeugte, aus der sich schließlich der Mond bilden würde.
Obwohl Planetenwissenschaftler immer noch an Modellen der Mondentstehung arbeiten, spricht vieles für einen trockenen Mond. Jegliches Wasser wäre durch die hohen Temperaturen, die durch den Aufprall und die folgende Katastrophe erzeugt wurden, verdampft und der Dampf wäre in den Weltraum entwichen. Die Annahme ist, dass es nur dann Wasser im Inneren des Mondes geben könnte, wenn der Impaktor besonders wasserreich war und der Mond auch schnell erstarrte, was als unwahrscheinlich gilt.
Aber Anfang dieses Jahres veröffentlichten Francis McCubbin und sein Team von der Carnegie Institution for Science ihre Ergebnisse einer überraschend hohen Menge an Wassermolekülen – bis zu mehreren Tausend Teilen pro Million –, die an Phosphatmineralien in vulkanischen Mondgesteinen gebunden waren, die sich gebildet hätten tief unter der Mondoberfläche und datieren mehrere Milliarden Jahre zurück.
Darüber hinaus fanden Alberto Saal von der Brown University und Kollegen 2008 eine etwas geringere Wassermenge im Mondmantel, die jedoch deutlich höher war als die vorherige Schätzung von 1 Teil pro Milliarde.
Diese beiden Erkenntnisse haben Mondwissenschaftler dazu gebracht, mögliche alternative Erklärungen für die Mondbildung zu finden, um das gesamte Wasser zu erklären.
Aber jetzt untersuchten Sharp und sein Team eine breite Palette von Mondbasalten und maßen die Zusammensetzung von Chlorisotopen. Mithilfe von Gasquellen-Massenspektrometrie fanden sie eine breite Palette von Chlorisotopen, die in den Proben enthalten sind, die 25-mal größer sind als die, die in Gesteinen und Mineralien von der Erde und von Meteoriten gefunden werden.
Chlor ist sehr hydrophil oder wird von Wasser angezogen und ist ein äußerst empfindlicher Indikator für den Wasserstoffgehalt. Sharp und sein Team sagen, dass, wenn Mondgestein einen anfänglichen Wasserstoffgehalt in der Nähe von terrestrischem Gestein hätte, die Fraktionierung von Chlor in so viele verschiedene Isotope auf dem Mond niemals stattgefunden hätte. Aus diesem Grund sagen Sharp und seine Kollegen, dass ihre Ergebnisse auf ein sehr trockenes Inneres des Mondes hindeuten.
Sharp schlägt vor, dass Saals und McCubbins Berechnungen hoher Wasserstoffgehalte in einigen Mondproben nicht typisch sind, und vielleicht sind diese Proben das Produkt bestimmter magmatischer Prozesse, die zu ihrer „extrem flüchtigen Anreicherung“ führten. Sie repräsentieren jedoch nicht die hohen und variablen Isotopen-Chlorwerte, die in den meisten Mondgesteinen gemeldet wurden, sagte Sharp.
Dennoch könnte es einen Kompromiss zwischen den unterschiedlichen Ergebnissen geben. 'Es gibt Unsicherheiten, die man bei dieser Art von Studie berücksichtigen muss', sagte Sharp gegenüber Universe Today, 'und wenn wir die niedrigen Schätzungen der Arbeiten von Saal und McCubbin nehmen, unterscheiden sie sich nicht so sehr von unseren Ergebnissen.'
Aber die Diskrepanzen, so klein sie auch sein mögen, zeigen, dass wir aus begrenzten Stichproben vielleicht keine Verallgemeinerungen über den gesamten Mond machen können.
„Wir haben noch nicht in einer Vielzahl von Mondproben nach Wasser gesucht“, sagt Jeff Taylor von der University of Hawaii, der an keiner der oben genannten Studien beteiligt war. „Es ist durchaus möglich, dass die anfängliche Differenzierung des Mondes und nachfolgende Prozesse wie der Mantelumsturz das gesamte Wasser des Mondes auf bestimmte Gebiete konzentriert haben. Bis wir mehr Proben messen, einschließlich Proben von der anderen Seite (dargestellt durch viele der Mondmeteoriten und schließlich durch Probenrückführungsmissionen), werden wir nicht sicher wissen, wie viel Wasser in der Masse des Mondes enthalten ist.“
Zusammengenommen zeigen alle neueren Studien der Mondoberfläche, dass es auf dem Mond wahrscheinlich eine komplexe Chemie gibt, die wir noch verstehen müssen.
„Mit anderen Worten“, sagte Taylor, „wir brauchen mehr Arbeit!“
Quelle: Wissenschaftsnachrichten
Frühere Papiere:
Nominell wasserhaltiger Magmatismus auf dem Mond von Francis McCubbin et al., 2010.
Flüchtige Gehalte von vulkanischen Mondgläsern und das Vorhandensein von Wasser im Inneren des Mondes , Alberto Saalet al. Natur.