"Apollo"-Daten Mondbeben enthüllen Inneres des Erdtrabanten

Eisenkugel im Kern, geschmolzenes Gestein darüber: Die Analyse von Bebendaten bietet Einblick ins Innere des Mondes - und enthüllt seine bewegte Vergangenheit. 

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Eine Landung auf dem Mond kann holprig sein - nicht nur wegen des unsanften Aufsetzens der Raumfähre. Haben die Astronauten Pech, wackelt auch der Boden. Bei den "Apollo"-Missionen hatten Wissenschaftler überraschend festgestellt, dass der Mond beben kann. Das zeigten die Aufzeichnungen von fünf Bebensensoren, die die Raumfahrer von 1969 bis 1972 auf dem Mond hinterlassen hatten. Mit Sonnenlicht betrieben, sendeten die Geräte bis 1977 jedes Ruckeln zur Erde.

Die Erschütterungen erlauben einen Einblick in den Mond - so wie das Klopfen auf eine Schachtel Aufschluss über die Konsistenz in ihrem Inneren gibt. Doch die "Apollo"-Daten sind schwer zu deuten, sie sind von schlechter Qualität - verrauscht wie alte Musikaufnahmen. Nun aber haben Forscher die Bebendaten mit einem modernen Verfahren auswerten können - und ins Innere des Mondes geblickt.

Ihre Studie liefert den bislang genauesten Einblick in den Erdtrabanten und enthüllt seine bewegte Vergangenheit. Zudem weist die Arbeit den Weg für die nächste Mondlandung.

Die Erschütterungswellen geben Auskunft über das Innere des Mondes, weil sie an Schichtgrenzen abgelenkt werden. Doch bislang waren die Strukturen nur unscharf zu erkennen. Nun haben Forscher um Renee Weber von der Nasa die Bebensignale verstärken können, mit dem sogenannten "Double Array Stacking"-Verfahren.

Flüssige Eisensuppe

Die neue Studie zeigt, dass im Inneren des Mondes eine 480 Kilometer dicke Eisenkugel steckt. Um diesen inneren Kern schwappe eine 90 Kilometer breite Suppe aus Eisen und Schwefel - der äußere Kern, schreiben Weber und ihre Kollegen im Magazin "Science". Damit ähnelt das Innere des Mondes dem der Erde.

Die Entdeckung kommt überraschend. Bislang zweifelten Experten an einer flüssigen Metallschicht im Mondinneren, weil sie eigentlich ein Magnetfeld wie auf der Erde erzeugen müsste: Ähnlich einem Dynamo erzeugt die Bewegung sich umwälzenden Eisens ein elektromagnetisches Feld. Indes: Der Mond hat kein Magnetfeld.

Gleichwohl haben die Forscher nun eindeutige Hinweise auf flüssiges Eisen im Mond gefunden: Bebenwellen, die sich seitwärts fortpflanzen, können den 90 Kilometer dicken Bereich über dem inneren Kern nicht durchdringen - ein klares Zeichen für das Vorhandensein von Flüssigkeit. Aus der trägen Bewegung des Mondes wiederum lässt sich seine Masse ableiten, derzufolge der Kern aus schwerem Material bestehen muss. Nur Eisen, gemischt mit Schwefel, käme in Frage, meinen die Forscher.

Magnetfeld bricht zusammen

Die metallische Flüssigkeit habe dem Mond einst ein Magnetfeld beschert, sagt Renee Weber. Dafür sprechen auch mehr als vier Milliarden Jahre alte Gesteine vom Mond: Magnetische Minerale darin zeigen in die gleiche Richtung, sie haben sich einst nach einem Magnetfeld ausgerichtet, als sich in der Frühzeit des Mondes Magma zu Stein festigte.

Im Laufe der Jahrmilliarden aber kühlte der Mond ab, so dass die Eisenmasse zäher wurde. Die Umwälzungen im Mondkern hätten sich dadurch stetig verlangsamt - bis das Magnetfeld zusammengebrochen sei, erläutert Renee Weber.

Über dem flüssigen Eisenkern liegt die merkwürdigste Schicht, haben die Forscher entdeckt: eine 150 Kilometer dicke magmaartige Masse. Das Gestein in dieser Tiefe ist teils geschmolzen. Wissenschaftler vermuten hier die Ursache für die Mondbeben: Die weitaus meisten Beben haben sich in 700 bis 1200 Kilometern Tiefe ereignet, also in der Umgebung der geschmolzenen Schicht. Anscheinend fungiere die Region wie ein Gummischarnier, sagt Peter Janle, Planetenforscher an der Universität Kiel. In umliegenden Tiefen baue sich Spannung auf. "Bricht das Gestein, bebt es auf dem Mond", sagt Janle.

Auslöser der Dehnung seien vermutlich die Gezeiten: Wie der Mond auf der Erde in den Ozeanen Ebbe und Flut erzeugt, dehnt umgekehrt auch die Schwerkraft der Erde den Mond. Die meisten Mondbeben haben sich dann ereignet, wenn der Mond der Erde am nächsten stand.

Der beste Landeplatz

Zerstörerisch können aber eher flachere Beben sein. Sie entstehen durch Abkühlung des Mondes, erläutert Janle. Der spröde Untergrund dämpft solche Erschütterungen weniger als auf der Erde.

Demnächst soll eine neue internationale Raumfahrtmission der Nasa wieder Bebensensoren auf den Mond bringen, um das Innere des Trabanten noch genauer zu erforschen. Die "Lunette"-Mission ist zwar noch nicht genehmigt, doch das "Science"-Paper weist schon mal einen geeigneten Landeplatz für die Mondfähre aus: Er liege nahe des Schickard-Kraters auf der erdzugewandten Seite, sagt Planetenforscherin Weber. Das wäre der beste Platz, um weitere Bebensensoren zu platzieren, meint sie: Denn dort ließen sich Bebenwellen aufspüren, die Regionen im Mondinneren durchdringen, die bislang kaum erforscht seien.

Allerdings wird auch die "Lunette"-Raumfähre wohl keine bebensichere Konstruktion sein. Für den Fall, dass der Mond beben könnte, hat die Nasa niemals Sicherheitsvorkehrungen getroffen. Wahrscheinlich werden die Astronauten Glück haben, und es bebt nicht während ihrer Landung. Die "Apollo"-Daten geben jedoch ein wenig Anlass zum Gruseln: Mondbeben von bis zu Stärke fünf wurden registriert - der Mond wackelt mitunter so stark wie unter Bombenhagel.



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insgesamt 75 Beiträge
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Seite 1
Alderamin 07.01.2011
1. Astronauten??
Zitat von sysopEisenkugel im Kern, geschmolzenes Gestein darüber: Die Analyse von Bebendaten bietet Einblick ins Innere des*Mondes - und enthüllt seine bewegte Vergangenheit.* http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,738206,00.html
Wieso Astronauten? Laut dem hier http://adsabs.harvard.edu/abs/2010AGUFMDI43A1939N sind das zwei unbemannte Sonden, die auf dem Mond landen. Mondbeben werden auch kaum so stark sein, dass davon irgendwas auf der Oberfläche umfällt. Auf dem Mond gibt es nicht die Plattentektonik, die Erdbeben auf der Erde antreibt. Das bemannte Mondprogramm der USA hieß "Constellation" und wurde beendet, im Nachfolgeprogramm sind Landungen auf Mond oder Mars zunächst nicht mehr vorgesehen.
wilam 07.01.2011
2. wie Neuigkeiten den Blick focussieren
Die Astronauten (wenn sie denn überhaupt noch einmal fliegen) bräuchten Glück, um nicht in ein Mondbeben zu geraten. Vor einigen Wochen war zu lesen, welches Glück die Astronauten einer Apollo-Mission hatten, weil sie zwischen zwei Aktivitätsphasen der Sonne landeten. Hätten sie nicht zufällig das Zeitfenster getroffen, wären sie entweder mit schweren Krankheitssymptomen zurückgekehrt oder garnicht. Das scheint doch ein weit größeres Risiko zu sein; oder verschwindet es beim Beben?
Alderamin 07.01.2011
3. Sonneneruptionen
Zitat von wilamDie Astronauten (wenn sie denn überhaupt noch einmal fliegen) bräuchten Glück, um nicht in ein Mondbeben zu geraten. Vor einigen Wochen war zu lesen, welches Glück die Astronauten einer Apollo-Mission hatten, weil sie zwischen zwei Aktivitätsphasen der Sonne landeten. Hätten sie nicht zufällig das Zeitfenster getroffen, wären sie entweder mit schweren Krankheitssymptomen zurückgekehrt oder garnicht. Das scheint doch ein weit größeres Risiko zu sein; oder verschwindet es beim Beben?
Die Sonnenaktivität, die stark schwankt, ist in der Tat ein großes Problem, wenn man das Erdmagnetfeld verlässt, das die geladenen Teilchen von der Sonne auffängt und zu den Polen leitet (die dort die Polarlichter verursachen). Das ist im Prinzip eine Form der Radioaktivität. Die hat aber nichts mit Mondbeben zu tun, welche eher leichte Erschütterungen sind im Vergleich zu irdischen Erdbeben. Bei kurzzeitigen Flügen, etwa zum Mond, ist das Risiko abschätzbar, die Zonen auf der Sonne, von denen die "koronalen Massenauswürfe" ausgehen, kann man sehen, sie bilden sich langsam, und nicht jeder Ausbruch geht in Richtung Erde. Außerdem gibt es Zeiten, in denen die Sonne weniger aktiv ist, das folgt einem 11-jährigen Zyklus. Bei Flügen zum Mars oder längeren Aufenthalten auf dem Mond müsste man für die Astronauten Schutzräume einrichten, die sie vor den Sonneneruptionen schützen, insbesondere während des Fluges. Blei schirmt bekanntlich gut ab, ist aber schwer und damit nicht raumfahrttauglich. Wasser tut's auch, braucht man sowieso, und es gibt sowohl auf dem Mars als auch dem Mond (in tiefen, permanent dunklen Kratern in der Polregion) in ausreichender Menge. Auf Mond oder Mars kann man eine Station auch eingraben.
Organic 07.01.2011
4. Daten passen mal wieder ins Bild
Bin ein Verfechter der Erdexpansiontheorie, die zwar von der wissenschaft belächelt wird, aber komischerweise passen alle Daten die man bekommen kann immer perfekt ins Bild. So auch beim Mond. Analysiert man die Oberfläche, kann man ableiten, dass der Mond seit seiner Entstehung um ca. 30% gewachsen ist. (Nachzusehen bei den Neil Adams Videos auf Youtube http://www.youtube.com/watch?v=tBT8KyWVxj8)Dies erfordert einen im Vergleich zur Erde, welche ein erheblich rasanteres Wachstum aufweißt, recht kleinen, aber flüssigen Kern. Diese Vorhersage der Expansionstheorie (besser Wachstumstheorie) ist hiermit bestätigt. Spannend ist hierbei auch, dass laut klassischer Lehrmeinung der Mond schon seit 4 Milliarden Jahren erkaltet sein müsste, was offensichtlich nicht der Fall ist. Die Nasa sollte bei der nächsten Mondmission mal daran denken den Wärmefluss aus dem Mondinneren zu messen, wird sichelrich (für die Standarttheoretiker) spannende Ergebnisse liefern. Ps:Bitte nicht mit: "Wärme kommt vom radiaktiven Zerfall" antworten, wäre es so, so müsste wegen der bekannten Halbwertszeit von ebendiesen der Mond vor wenigen hundert Millionen Jahren noch flüssig gewesen sein. PPs: Normalerweis reagieren die meisten wenn sie Expansionstheorie hören mit häme. Hab bis vor 5 Jahren auch so gedacht und dann versucht "diesen Schwachsinn zu wiederlegen", was ja super einfach sein sollte. Leider habe ich seit dem erkennen müssen, das alle aber auch wirklich alle Daten perfekt ins Bild passen.
Goldschwund 07.01.2011
5. Beben à la Hollywood?
Zitat von wilamDie Astronauten (wenn sie denn überhaupt noch einmal fliegen) bräuchten Glück, um nicht in ein Mondbeben zu geraten. Vor einigen Wochen war zu lesen, welches Glück die Astronauten einer Apollo-Mission hatten, weil sie zwischen zwei Aktivitätsphasen der Sonne landeten. Hätten sie nicht zufällig das Zeitfenster getroffen, wären sie entweder mit schweren Krankheitssymptomen zurückgekehrt oder garnicht. Das scheint doch ein weit größeres Risiko zu sein; oder verschwindet es beim Beben?
Sie brauchten da in Wirklichkeit kein Glück, da sie den Mond wohl nie betreten haben.
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