Überraschung: Die Mondoberfläche ist "gesunken" unter die Kruste
Schematische Darstellung des Gravitationsgradienten der sichtbaren Mondseite mit Querschnitt, der zwei abtauchende Ilmenit-führende Schichten zeigt, resultierend aus der Umkehrung des Mondmantels.
Crédit: Adrien Broquet/Universität von Arizona & Audrey Lasbordes
Die Entstehung des Mondes vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ist das Ergebnis der Kollision zwischen der Erde und einem kleineren Planeten. Diese kosmische Katastrophe schleuderte Trümmer in den Weltraum, die sich zusammenballten, um unseren natürlichen Satelliten zu formen.
Das Wissen über diesen Prozess stammt größtenteils aus der Analyse der durch die Apollo-Missionen vor über fünfzig Jahren gesammelten Mondgesteinsproben und anschließenden Satellitenbeobachtungen, die eine erstaunlich hohe Konzentration von Titan auf der sichtbaren Seite des Mondes enthüllten. Die Erklärung für diese Verteilung blieb bisher ein Rätsel.
Der Mond formte sich schnell und bei hoher Temperatur, vermutlich bedeckt von einem Magmaozean. Während dieses Magma abkühlte und sich verfestigte, bildete es den Mondmantel und die Kruste. Jedoch verursachten dichte Minerale wie Ilmenit, reich an Titan und Eisen, eine gravitative Instabilität, die sie dazu brachte, sich nach innen zu bewegen.
Die sichtbare Seite des Mondes, mit seinen dunklen Regionen oder "Meeren", bedeckt von titanreichen vulkanischen Flüssen (Mitte), bildet das vertraute Bild des Mondes von der Erde aus (links).
Die dunkle Region ist umgeben von einem Muster aus Gravitationsanomalien (blau im Bild rechts), interpretiert als Überreste von dichtem Material, das gesunken ist.
Crédit: Adrien Broquet/Universität von Arizona
Dieser Prozess der "Mantelumkehrung" hat hinter sich Spuren in Form von Gravitationsanomalien hinterlassen, enthüllt durch die GRAIL-Mission der NASA. Diese Anomalien umgeben weite dunkle Regionen auf der sichtbaren Seite des Mondes, die "Meere", bedeckt mit vulkanischen Lavaflüssen.
Die jüngste Studie bestätigt, dass diese gravitativen Signaturen den Vorhersagen der Modelle von absinkenden Ilmenitschichten entsprechen, und liefert den ersten physischen Beweis einer globalen Umkehrung des Mondmantels vor mehr als 4 Milliarden Jahren. Diese Entdeckung hilft zu klären, wie und wann dieses Ereignis auftrat, und hebt die grundlegende Asymmetrie des Mondes in jeder Hinsicht hervor, insbesondere die Region des Ozeans der Stürme (Oceanus Procellarum), tiefer gelegen, mit dünnerer Kruste, und reich an Elementen wie Titan und Thorium.
Diese Entdeckungen haben wichtige Implikationen für die zukünftige Erforschung des Mondes, insbesondere für die Artemis-Missionen, die von einem aktualisierten Verständnis unseres Satelliten profitieren werden.