Merken Sie, wie Ihre Füße beim Laufen auf weichem Untergrund Eindrücke hinterlassen? Vielleicht haben Sie gelegentlich etwas von der lockereren Erde in Ihrem Garten bis ins Haus gespürt? Wenn Sie einige dieser Spuren – was wir als Schmutz oder Erde bezeichnen – aufnehmen und unter einem Mikroskop untersuchen würden, was würden Sie sehen?
Im Wesentlichen würden Sie die Komponenten des sogenannten Regoliths sehen, einer Ansammlung von Staub-, Erd-, Gesteinsbruch- und anderen Materialien, die hier auf der Erde gefunden werden. Interessanterweise findet man dasselbe Grundmaterial auch in anderen terrestrischen Umgebungen – einschließlich Mond, Mars, anderen Planeten und sogar Asteroiden.
Definition:
Der Begriff Regolith bezieht sich auf jede Materialschicht, die festes Gestein bedeckt, das in Form von Staub, Erde oder gebrochenem Gestein vorliegen kann. Das Wort leitet sich aus der Kombination zweier griechischer Wörter ab – rhegos (was „Decke“ bedeutet) und lithos (was „Felsen“ bedeutet).
Erde:
Auf der Erde liegt Regolith in Form von Schmutz, Erde, Sand und anderen Bestandteilen vor, die durch natürliche Verwitterung und biologische Prozesse gebildet werden. Aufgrund einer Kombination aus Erosion, alluvialen Ablagerungen (d. h. bewegtem Wasser, das Sand ablagert), Vulkanausbrüchen oder tektonischer Aktivität wird das Material langsam abgetragen und auf festem Grundgestein ausgelegt.
Bild von Mt Magnet im zentralen Yilgarn Craton in Westaustralien, das auf das Präkambrium zurückgeht. Bildnachweis: geomorphologie.revues.org
Es kann aus Tonen, Silikaten, verschiedenen Mineralien, Grundwasser und organischen Molekülen bestehen. Regolith auf der Erde kann von im Wesentlichen abwesend bis zu einer Dicke von Hunderten von Metern variieren. Es kann auch sehr jung (in Form von Asche, Schwemmland oder gerade abgelagertem Lavagestein) bis Hunderte von Millionen Jahren alt sein (Regolith aus dem Präkambrium kommt in Teilen Australiens vor).
Auf der Erde ist das Vorhandensein von Regolith einer der wichtigsten Faktoren für das meiste Leben, da nur wenige Pflanzen auf oder in festem Gestein wachsen können und Tiere ohne loses Material nicht in der Lage wären, sich zu graben oder Schutz zu bauen. Regolith ist auch für den Menschen wichtig, da es seit Anbeginn der Zivilisation (in Form von Lehmziegeln, Beton und Keramik) zum Bau von Häusern, Straßen und anderen Bauarbeiten verwendet wurde.
Der Unterschied in der Terminologie zwischen „Boden“ (auch bekannt als Schmutz, Schlamm usw.) und „Sand“ ist das Vorhandensein organischer Materialien. Im ersteren existiert es im Überfluss und unterscheidet Regolith auf der Erde von den meisten anderen terrestrischen Umgebungen in unserem Sonnensystem.
Der Mond:
Die Mondoberfläche ist mit einem feinen pulverförmigen Material bedeckt, das Wissenschaftler als „Mondregolith“ bezeichnen. Fast die gesamte Mondoberfläche ist mit Regolith bedeckt, und das Grundgestein ist nur an den Wänden sehr steiler Krater sichtbar.
Die Erde vom Mond aus von der Raumsonde Apollo 11 über ein Meer aus Mondboden gesehen. Bildnachweis: NASA
Der Mondregolith wurde über Milliarden von Jahren durch ständige Meteoriteneinschläge auf der Mondoberfläche gebildet. Wissenschaftler schätzen, dass sich der Mond-Regolith an manchen Stellen 4 bis 5 Meter tief erstreckt und in den älteren Hochlandgebieten sogar bis zu 15 Meter tief.
Als die Pläne für die Apollo-Missionen zusammengestellt wurden, einige Wissenschaftler waren besorgt dass der Mondregolith zu leicht und zu pulvrig wäre, um das Gewicht des Mondlanders zu tragen. Anstatt auf der Oberfläche zu landen, befürchteten sie, dass der Lander einfach wie eine Schneewehe darin versinken würde.
Von Robotern durchgeführte Landungen Landvermesser Raumschiff zeigte, dass der Mondboden fest genug war, um ein Raumschiff zu tragen, und Astronauten erklärten später, dass sich die Oberfläche des Mondes unter ihren Füßen sehr fest anfühlte. Während der Apollo-Landungen mussten die Astronauten oft einen Hammer verwenden, um ein Bohrkernentnahmewerkzeug hineinzutreiben.
Als Astronauten die Oberfläche erreichten, berichteten sie, dass der feine Mondstaub an ihren Raumanzügen klebte und dann das Innere des Mondlanders bestäubte. Die Astronauten behaupteten auch, dass es in ihre Augen gelangte und sie rot machte; und schlimmer noch, sie gelangten sogar in ihre Lungen und verursachten Husten. Mondstaub ist sehr abrasiv und wurde für seine Fähigkeit bekannt, Raumanzüge und Elektronik zu verschleißen.
Alan Bean entnimmt während der Apollo-12-Mission eine Probe von Mondregolith. Bildnachweis: NASA
Der Grund dafür ist, dass Mond-Regolith scharf und gezackt ist. Dies liegt daran, dass der Mond keine Atmosphäre oder fließendes Wasser hat und somit keinen natürlichen Verwitterungsprozess. Als die Mikrometeoroiden in die Oberfläche einschlugen und alle Partikel erzeugten, gab es keinen Prozess zum Abtragen der scharfen Kanten.
Der Begriff Mondboden wird oft synonym mit „Mondregolith“ verwendet, aber einige argumentieren, dass der Begriff „Boden“ nicht korrekt ist, da er als organischer Inhalt definiert ist. Der Standardgebrauch unter Mondwissenschaftlern neigt jedoch dazu, diese Unterscheidung zu ignorieren. „Mondstaub“ wird auch verwendet, aber hauptsächlich, um sich auf noch feinere Materialien als Mondboden zu beziehen.
Während die NASA an Plänen arbeitet, Menschen in den kommenden Jahren zurück zum Mond zu schicken, arbeiten Forscher daran, die besten Möglichkeiten zu finden, um dies zu tun Arbeit mit dem Mond-Regolith . Zukünftige Kolonisten könnten Mineralien, Wasser und sogar Sauerstoff aus dem Mondboden abbauen und damit auch Basen herstellen.
März:
Lander und Rover, die von der NASA, den Russen und der ESA zum Mars geschickt wurden, haben viele interessante Fotos zurückgeschickt, die eine Landschaft zeigen, die mit riesigen Sand- und Staubflächen sowie Felsen und Felsbrocken bedeckt ist.
Eine erfolgreiche Schaufel von Mars-Regolith, durchgeführt vom Phoenix-Lander der NASA. Quelle: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Max-Planck-Institut
Im Vergleich zu Mondregolith ist der Marsstaub sehr fein und bleibt genug in der Atmosphäre schweben, um dem Himmel einen rötlichen Farbton zu verleihen. Der Staub wird gelegentlich in riesigen planetenweiten Staubstürmen aufgenommen, die aufgrund der sehr geringen Dichte der Atmosphäre ziemlich langsam sind.
Der Grund, warum der Mars-Regolith so viel feiner ist als der auf dem Mond gefundene, wird dem fließenden Wasser und den Flusstälern zugeschrieben, die einst seine Oberfläche bedeckten. Ob Mars-Regolith auch in der heutigen Epoche noch geformt wird, untersuchen Marsforscher derzeit.
Es wird angenommen, dass große Mengen von Wasser- und Kohlendioxideis im Regolith gefroren bleiben, was von Nutzen sein würde, falls und wenn bemannte Missionen (und sogar Kolonisierungsbemühungen) in den kommenden Jahrzehnten stattfinden.
Der Marsmond Deimos ist auch von einer Regolithschicht bedeckt, die auf eine Dicke von 50 Metern (160 Fuß) geschätzt wird. Bilder zur Verfügung gestellt von der Wikinger 2 orbiter bestätigte seine Anwesenheit aus einer Höhe von 30 km (19 Meilen) über der Mondoberfläche.
Asteroiden und äußeres Sonnensystem:
Der einzige andere Planet in unserem Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er Regolith hat, ist Titan , Saturns größter Mond. Die Oberfläche ist für ihre ausgedehnten Dünenfelder bekannt, deren genaue Herkunft jedoch nicht bekannt ist. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass es sich um kleine Fragmente von Wassereis handeln könnte, die von Titans . erodiert wurden flüssiges Methan , oder möglicherweise partikelförmiges organisches Material, das sich in der Atmosphäre von Titan gebildet und auf die Oberfläche geregnet hat.
Eine andere Möglichkeit ist, dass eine Reihe von kraftvolle Windumkehr , die zweimal in einem Saturnjahr (30 Erdenjahre) vorkommen, sind für die Bildung dieser mehrere hundert Meter hohen und mehrere hundert Kilometer langen Dünen verantwortlich. Derzeit sind sich Geowissenschaftler noch nicht sicher, woraus Titans Regolith besteht.
Von der . zurückgegebene Daten Huygens-Sonden Penetrometer deuteten darauf hin, dass die Oberfläche tonartig sein könnte, aber eine Langzeitanalyse der Daten hat ergeben, dass sie aus sandähnlichen Eiskörnern bestehen könnte. Die Bilder der Sonde bei der Landung auf der Mondoberfläche zeigen eine flache Ebene, die mit abgerundeten Kieselsteinen bedeckt ist, die möglicherweise aus Wassereis bestehen und auf die Einwirkung von bewegten Flüssigkeiten hinweisen.
Es wurde auch beobachtet, dass Asteroiden Regolith auf ihrer Oberfläche haben. Diese sind das Ergebnis von Meteoriodeneinschlägen, die im Laufe von Jahrmillionen stattgefunden haben, ihre Oberflächen pulverisieren und Staub und winzige Partikel erzeugen, die in den Kratern getragen werden.
Mit der NEAR Shoemaker-Kamera der NASA aufgenommene Falschfarbenaufnahme des 5,3 Kilometer langen Oberflächenkraters von Eros, die das Vorhandensein von Regolith im Inneren zeigt. Bildnachweis: NASA/JPL/JHUAPL
NASAs NAHE Schuster Raumsonde lieferte Hinweise auf Regolith auf der Oberfläche des Asteroiden 433 Eros , das bis heute die besten Bilder des Asteroiden Regolith ist. Zusätzliche Beweise wurden von JAXA vorgelegt Hayabusa-Mission , das klare Bilder von Regolith auf einem Asteroiden lieferte, von dem angenommen wurde, dass er zu klein war, um ihn festzuhalten.
Bilder, die von den Kameras des optischen, spektroskopischen und Infrarot-Remote-Imaging-Systems (OSIRIS) an Bord des Raumsonde Rosetta bestätigte, dass der Asteroid 21 Lutetia in der Nähe seines Nordpols eine Regolithschicht aufweist, die einfließen konnte große Erdrutsche mit Variationen in der Albedo des Asterioden verbunden.
Um es kurz zu machen: Wo immer es Gestein gibt, gibt es wahrscheinlich Regolith. Ob es das Produkt von Wind oder fließendem Wasser ist oder das Vorhandensein von Meteoriten, die auf die Oberfläche einschlagen, guter, altmodischer „Schmutz“ kann fast überall in unserem Sonnensystem gefunden werden; und höchstwahrscheinlich im Universum dahinter…
Wir haben hier auf Universe Today mehrere Artikel über den Regolith des Mondes verfasst. So könnten Astronauten dies tun Wasser aus Mond-Regolith gewinnen mit einfachen Küchengeräten und einem Artikel über die NASA Suche nach einem Mondgräber .
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Sie können sich einen sehr interessanten Podcast über die Entstehung des Mondes von Astronomy Cast anhören. Folge 17: Woher kommt der Mond?
Referenz:
NASA
