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10. Januar 2011, 12:12 Uhr

Gesteinsanalysen

Kometen brachten Wasser auf den Mond

Wie viel Wasser gibt es auf dem Mond? Und wie ist es dort hingekommen? Zumindest auf die zweite Frage geben Wissenschaftler jetzt eine Antwort: Ein Teil des Mondwassers stammt offenbar von Kometen.

Auch auf dem Mond gibt es Wasser, das wurde inzwischen zweifelsfrei nachgewiesen. Doch woher stammt es? Ein Team japanischer und US-amerikanischer Wissenschaftler hat jetzt Gesteinsproben der Apollo-Missionen analysiert, um das herauszufinden. Zumindest einen Teil des Wassers haben demnach Kometen auf den Erdtrabanten gebracht, berichten sie in der Fachzeitschrift "Nature Geoscience".

Das Team um Hiayoshi Yurimoto von der Hokkaido University in Sapporo nutzte für die Analyse die sogenannte Sekundärionen-Massenspektroskopie: Dabei wird das Gestein mit hochenergetischen Teilchen beschossen. Dabei austretende Atome können mit höchster Genauigkeit gezählt werden.

Schweres Wasser im Gestein

Die Forscher untersuchten, in welcher Menge zwei Wasserstoff-Isotope im Wasser vorkommen. Isotope sind Varianten eines chemischen Elements, die sich in ihrem Gewicht unterscheiden. Im diesem Fall suchten die Forscher nach Wasserstoff in seiner häufigsten Form, die manchmal auch Protium genannt wird, sowie nach dem doppelt so schweren Deuterium. Ein Wassermolekül besteht aus einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatomen. Wenn Wasser ein Deuterium-Atom oder sogar zwei enthält, spricht man von halbschwerem oder schwerem Wasser.

Das Wasser in den Mondmineralien hat einen größeren Deuterium-Anteil als jede irdische Wasserprobe. Das bestätige, dass es sich tatsächlich um Mondwasser handelt - und nicht um Verunreinigungen, die auf der Erde in die Gesteinsproben gelangt sind, schreiben die Forscher. Bei Meteoriten sei ein hoher Deuterium-Anteil im Wasser ungewöhnlich, sie kommen also wahrscheinlich nicht als Flüssigkeitslieferanten für den Mond in Frage. Derart hohe Deuterium-Werte finden sich aber bei Kometen, wie Messungen der Schweifsterne "Hale-Bopp", "Halley" und "Hyakutake" gezeigt haben.

Yurimoto und seine Kollegen vermuten deshalb, dass ein Teil des Mondwassers aus dem Erdmantel stammt, ein weiterer von Kometen. Die Kometen müssten die Flüssigkeit während der frühen Phase der Mondentstehung auf den Erdtrabanten gebracht haben - also nachdem sich Mond und Erde getrennt hatten, aber bevor sich die Mondkruste vollständig geformt hatte. Falls das stimmt, müsste auch die junge Erde in dieser Zeit eine größere Menge Wasser von Kometen erhalten haben - und das würde erklären, warum in den Ozeanen ein größerer Deuterium-Anteil zu finden ist als im Erdmantel.

Die Forscher bieten allerdings noch eine zweite Erklärung an: Das Mondwasser könnte auch komplett von der Erde stammen. Flüchtige Verbindungen wie Wasser hätten sich der Theorie zufolge nach der Trennung von Erde und Mond auf beiden Himmelskörpern verteilt. Auf dem frühen Mond wäre der Deuterium-Gehalt des Wassers mit dem im Erdmantel identisch gewesen. Doch mit der Zeit könnte dann Wasserstoff verlorengegangen sein - so dass der Deuterium-Anteil stieg.

wbr

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