Auch auf dem Mond existiert Wasser, wenn auch nur in winzigsten Mengen. Woher das im Gestein gebundenen Wasser stammt, war bisher unklar. Jetzt zeigt sich: Das Mondwasser stammt zumindest zum Teil von der Erde. Es hat offenbar die katastrophale Kollision unseres Planeten mit einem anderen Himmelskörper überstanden und sich auf dem dabei neu gebildeten Mond gesammelt. Hinweise darauf liefern Übereinstimmungen im atomaren Fingerabdruck von Proben von Mond- und Erdgestein, wie US-amerikanische Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.
Gängiger Theorie nach entstand der Mond durch eine planetare Katastrophe: Eine Kollision der Erde mit einem marsgroßen Himmelskörper schleuderte Material ins All, aus der sich der Trabant unseres Planeten bildete. Bei diesem Prozess verdampften große Menge Wasser und auch ein Teil des Gesteins – der Mond hätte daher seine Existenz knochentrocken beginnen müssen. Doch spätestens nach Analysen von Mondgestein der Apollo-Missionen war klar: Der Mond besitzt doch Wasser, wenn auch nur sehr kleine Mengen. Aber woher stammt es?
Atomarer Fingerabdruck verrät Wasser-Herkunft
Mondsonden haben in den letzten Jahren Hinweise darauf geliefert, dass zumindest ein Teil des oberflächlichen Wassers durch eine geochemische Reaktion entsteht. Doch ob das auch für die in den Gesteinen gebundenen Wassermoleküle gilt, war unklar. Alberto Saal von der Brown University und seine Kollegen haben die Herkunft dieses Wassers nun genauer untersucht. Für ihre Studie analysierten sie die Isotopen-Zusammensetzung von Gesteinsproben der Apollomission und vergleichbaren Gesteinen auf der Erde.
Da sich das Verhältnis von Wasserstoff und seinem schweren Isotop Deuterium bei Wasser unterschiedlicher Herkunft unterscheidet, lässt sich darüber auch auf den Ursprung von Wassermolekülen schließen, in denen dieser Wasserstoff vorkommt. Denn das einst nah an der Sonne gebildete Wasser enthält weniger Deuterium als das weiter draußen entstandene, wie die Wissenschaftler erklären.
Übereinstimmung bei Mond- und Erdwasser
Die Untersuchungen ergaben, dass die Isotopenmuster des Erd- und Mondwassers übereinstimmen. „Die einfachste Erklärung ist, dass das Wasser bereits auf der Proto-Erde vorlag, als es zu dem gewaltigen Zusammenstoß kam“, sagt Saal. Entgegen bisherigen Annahmen habe offenbar ein Teil dieses Wassers die Kollision überstanden und sei nicht vollständig verloren gegangen. Stattdessen sammelte sich ein Teil davon im Gestein des neu entstehenden Mondes.
Die Ergebnisse geben aber auch Hinweise darauf, woher die die frühe Erde einst dieses Wasser erhalten haben könnte: Denn der atomare Fingerabdruck des lunaren Wasserstoffs stimmt mit demjenigen überein, wie er auch in einem häufigen Typ von Meteoriten vorkommt, den sogenannten Chondriten. Diese silikathaltigen Brocken stammen größtenteils aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Sie könnten durch Einschläge auf der frühen Erde diese mit Wasser beliefert haben und damit die Ur-Quelle des Wassers auf Mond und Erde sein.
„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass auch sehr flüchtige Elemente während der Kollision großer Himmelskörper möglicherweise nicht vollständig verloren gehen“, sagt Co-Autor James Van Orman von der Case Western Reserve University in Cleveland. „Wir müssen zurück ans Reißbrett und Abläufe im Rahmen solcher Ereignisse neu berechnen, um sie besser zu verstehen.“ (Science, 2013; doi: 10.1126/science.1235142)
(Science, 10.05.2013 – NPO/MVI)
