Unter den Hochebenen auf der Rückseite des Mondes ist die Kruste auffallend verdickt, der Erdtrabant hat hier quasi einen „Buckel“. Wie dieser entstand, darüber wird seit langem gerätselt. In „Science“ postulieren Forscher nun, dass Gezeitenkräfte der nahen Erde die Kruste vor 4,4 Milliarden Jahren so verformt haben könnten. Indiz dafür ist unter anderem die überraschende gute Übereinstimmung mit dem mathematischen Modell einer gezeitenbedingten Verformung.
Seit Apollo 15 ist bekannt, dass die höchsten Hochebenen des Mondes auf dessen Rückseite liegen. Wie allerdings dieser „Buckel“ entstand, ist noch immer rätselhaft. Klar scheint nur, dass der Ursprung in der Frühzeit des Erdtrabanten liegen muss. Die Entstehungstheorien reichen von Ablagerungen nach dem gewaltigen Einschlag eines Objekts im South Pole–Aitken-Becken über asymmetrische Kraterbildung, Asymmetrien in den Magmaströmungen bis hin zu unregelmäßigem Krustenwachstum.
Kruste auf Rückseite deutlich verdickt
Jetzt haben Forscher der Universität von Kalifornien in Santa Cruz eine weitere Theorie aufgestellt, nach der Gezeitenkräfte den entscheidenden Anstoß für die Herauswölbung dieses Hochlandterrains gegebenen haben könnten. Die Wissenschaftler um Ian Garrick-Bethell, Assistenzprofessor für Geo- und Planetenwissenschaften, analysierten für ihre Studie topografische Daten der NASA-Mondsonde „Lunar Reconnaissance Orbiter“ und Messungen der Gravitation, die die japanische Mondsonde „Kaguya“ beisteuerte.
Die resultierende Karte der lunaren Krustendicke zeigte, dass die Kruste unter dem Hochland auf der Mondrückseite besonders dick ist. Um herauszufinden, was diese Verdickung verursacht haben könnte, führten die Forscher mathematische Analysen der Form des „Mondbuckels“ durch. Dabei stellten sie fest, dass sich das Phänomen durch ein überraschend einfaches mathematisches Modell beschreiben lässt: „Die Form der mathematischen Funktion impliziert, dass Gezeiten etwas mit der Bildung dieses Terrains zu tun hatten“, erklärt Garrick-Bethell.
Gezeitenwirkung im lunaren Magma
Die Theorie der Wissenschaftler: Vor rund 4,4 Milliarden Jahren, kurz nach Entstehung des Mondes, waren dessen Kruste und Mantel durch einen Ozean flüssigen Magmas voneinander abgekoppelt. Auf dieses Magmameer wirkten – ähnlich wie auf die Ozeane der heutigen Erde – Gezeitenkräfte: Die Schwerkraft der nahen Erde stauchte und dehnte das Magma und Krustengestein des Mondes, wodurch sich auch die Kruste aufheizte. In den lunaren Polarregionen, wo die Gezeiten vor allem dehnend wirkten, wurde die Kruste dadurch allmählich dünner, während die in einer Linie mit der Erde liegenden Krustenbereiche an Dicke zunahmen – es entstand ein Buckel.
Ähnliche, ebenfalls durch das mathematische Gezeitenmodell beschreibbare Effekte finden sich auch auf dem Jupitermond Europa. Hier sind es die Anziehungskräfte des Gasriesen Jupiter, die die Dicke der Eiskruste über einem flüssigen Wasserozean beeinflussen. „Europa ist zwar ein völlig anderer Trabant als unser Mond, aber er gab uns die Idee, uns den Prozess der gezeitenbedingten Krustenverformung genauer anzusehen“, so Garrick-Bethell.
Warum nur ein Buckel?
Der Prozess erklärt allerdings noch nicht, warum der Krustenbuckel beim Erdmond nur auf einer Seite des Himmelskörpers zu finden ist. „Man würde erwarten, einen solchen Buckel auf beiden Seiten zu sehen, weil Gezeiten einen symmetrischen Effekt haben“, so der Forscher. „Es könnte aber sein, dass vulkanische Aktivität oder andere geologische Prozesse in den letzten 4,4 Milliarden Jahren die Ausformung des Buckels auf der uns zugewandten Seite veränderten.“
Zwar bleiben noch immer einige Fragen offen, aber die neue Studie hat nun zumindest einen mathematischen Rahmen für weitere Untersuchungen zur Form des Mondes geliefert. „Es ist noch immer nicht vollkommen klar, aber wir beginnen, uns dem Problem zu nähern“, so Garrick-Bethell.
(University of California – Santa Cruz, 12.11.2010 – NPO)
