Das Innere des Mondes enthält mehr Wasser als bisher angenommen. Das zeigen neue Analysen, die Hydroxylmoleküle in Mondgestein nachgewiesen haben – zwar in geringen Konzentrationen, dafür aber vermutlich über das gesamte Innere des Erdtrabanten verteilt. Wahrscheinlich wurde das Wasser beim Abkühlen und Auskristallisieren heißen Magmas in der Frühzeit des Mondes in den Mineralien konserviert, wie amerikanische Forscher in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ schreiben.
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Der Mond entstand, als die Erde vor rund 4,5 Milliarden Jahren mit einem marsgroßen Himmelskörper zusammenstieß. Die Kollision schleuderte große Mengen Material in den Erdorbit, wo sich dieses zusammenballte und den Erdtrabanten bildete. Die anfangs glutflüssige Oberfläche kühlte allmählich aus – was jedoch dabei mit dem im Magma enthaltenen Wasser geschah, war bisher unklar: Wurde es freigesetzt und ins All hinaus verteilt? Oder blieb es beim Auskristallisieren der Mineralien als im Gestein gebundene Hydroxylmoleküle erhalten?
Hydroxylfund in Apollo-Proben
Dass es an der Mondoberfläche Hydroxylmoleküle – Verbindungen aus einem Sauerstoff- und einem Wasserstoffatom – gibt, hat unter anderem bereits die Mondsonde Chandrayaan-1 nachgewiesen. Dass auch im Inneren noch Wasser enthalten sein könnte, enthüllten Forscher erst vor kurzem: „40 Jahre lang dachten wir der Mond wäre trocken“, erklärt Francis McCubbin von der Carnegie Institution, Hauptautor der Studie. „Kürzlich wiesen Wissenschaftler jedoch Wasser in Gesteinsproben der Apollo-Missionen nach.“ Um herauszufinden, wie viel Wasser sich im Inneren des Mondes verbergen könnte, ging McCubbin gemeinsam mit Wissenschaftlern der NASA und weiteren Kollegen der Carnegie Institution den Funden genauer auf den Grund.
Suche in Mineral Apatit
Sie suchten nach Spuren von Waser in Mineralen und analysierten dafür kristallines Gestein des so genannten KREEP-Typs – K steht für Kalium, REE für seltene Erdelemente und P für Phosphor. Dieses Gestein ist häufiger Bestandteil von Impaktglas und basaltischem Mondgestein. „Da das Wasser in den Hauptsilikaten unlöslich ist, glauben wir, dass es sich in diesen Gesteinen konzentriert haben muss“, erklärt Andrew Steele, Ko-Autor der Studie. „Daher wählten wir solche Gesteine für die Analysen aus.“
Die Analysen konzentrierten sich dabei auf Hydroxyl in dem Wasser enthaltenden Mineral Apatit und wurden an zwei Apollo-Proben und einem lunaren Meteoriten durchgeführt. Die Wissenschaftler testeten die Proben mit Verfahren, die noch ein Teilchen pro einer Milliarde Teilchen detektieren können und kombinierten ihre Messungen mit Computermodellen, die die Prozesse beim Kristallisieren des Mondmagmas nachbildeten.
Zwei Größenordnungen mehr als gedacht
Das Ergebnis: Im Mondgestein lag der minimale Wassergehalt zwischen 64 Teilchen pro einer Milliarde (ppb) bis zu fünf Teilchen pro einer Million Teilchen (ppm). Damit liegt er um mindestens zwei Größenordnungen höher als vorherige Ergebnisse, die den Wassergehalt auf weniger als ein ppb kalkuliert hatten. Die Forscher gehen davon aus, dass das Wasser in Form von Hydroxylmolekülen zwar insgesamt in niedrigen Konzentrationen, dafür aber nahezu überall im Gestein des Mondinneren verteilt sein könnte.
„Es ist befriedigend, diesen Beweis für Hydroxylvorkommen in lunarem Apatit zu sehen”, erklärt Bradley Jolliff, Mondforscher an der Washington Universität in St. Louis. „Die Konzentrationen sind sehr niedrig, deshalb waren sie bis vor kurzem fast unmöglich nachzuweisen. Doch jetzt können wir endlich Rückschlüsse auf Bedeutung und Ursprung des Wassers im Mondinneren berücksichtigen.“
(NASA, Carnegie Institution, 16.06.2010 – NPO)
