Anders als der sichtbare Teil der Mondoberfläche blieb seine Rückseite lange Zeit unbekannt: Während die nächstgelegene Seite durch bodengestützte Beobachtungen, Raumfahrzeuge und Missionen untersucht wurde, war die Rückseite des natürlichen Satelliten unzugänglich. Der Wendepunkt kam in den letzten Jahrzehnten, als neue Weltraummissionen, insbesondere die chinesischen Raumsonden Chang'e-5 und Chang'e-6, gezielt damit begannen, die andere Seite des Mondes zu untersuchen. In diesem Sommer brachte die Chang'e-6-Rückkehrkapsel Mondbodenproben aus dem südlichen Teil des Apollo-Beckens, nordöstlich des größten und ältesten Mondkraters (Südpol-Aitken-Becken), zur Erde zurück. Die Analyse der Proben lieferte der Welt bisher unbekannte und erstaunliche Fakten über das „Geheimnis“ Seite des Mondes. Wir verraten Ihnen die Details!
Der natürliche Satellit der Erde birgt viele Geheimnisse. Bild: nasa.gov
Zwei Seiten des Mondes
Die sichtbare Seite des Mondes ist durch eine Fülle von „Meeren“ gekennzeichnet – weite Ebenen aus erstarrter Basaltlava, die etwa 30 Quadratkilometer einnehmen % der Fläche der Region. Diese relativ dunklen Ebenen sind von der Erde aus mit bloßem Auge deutlich sichtbar und entstanden vor Milliarden von Jahren, größtenteils aufgrund mächtiger Ausbrüche vulkanischer Lava.
Die andere Seite des Mondes hingegen zeichnet sich durch eine deutlich geringere Anzahl von Lavaebenen aus (etwa 2 % der Oberfläche). Stattdessen wird die Mondoberfläche von uralten, von Kratern übersäten Hochebenen und basaltarmen Meeren dominiert.
Das Südpol-Aitken-Becken spielt eine wichtige Rolle für das Verständnis der Entwicklung des Mondes. Bild: in-space.ru
Die Unterschiede zwischen den Mondhalbkugeln machen sich auch in ihrer Zusammensetzung bemerkbar: Die sichtbare Seite des Satelliten ist mit Elementen wie Kalium (K), Seltenerdelementen (REE) und Phosphor (P) angereichert, die zusammenfassend als „“ bezeichnet werden KREEP-Komponente und werden mit langfristiger vulkanischer Aktivität und Wärmefreisetzung aus dem Mondmantel über Milliarden von Jahren in Verbindung gebracht. Auf der anderen Seite des Mondes sind diese Elemente in viel geringeren Konzentrationen vorhanden.
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Eine der Schlüsselstrukturen auf der anderen Seite des Mondes gilt als die Südpol-Aitken-Becken (SPA) mit einem Durchmesser von mehr als 2000 Kilometern. Seine Entstehung vor etwa vier Milliarden Jahren hatte wahrscheinlich einen transformativen Effekt auf die Mondkruste und den Mondmantel, was zu einer Umverteilung des Materials führte (und auch die geochemischen und thermischen Bedingungen im Inneren des Satelliten beeinflusste).
Chang' e-6-Mission< /h2>
Die Analyse von Bodenproben, die im Rahmen der Chang'e-5-Mission auf der sichtbaren Seite des Mondes gesammelt wurden, zeigte, dass der Vulkanismus (dessen aktive Phase auf dem Mond vor etwa zwei Milliarden Jahren endete) noch lange anhielt. Nach der erfolgreichen Rückkehr der chinesischen Raumsonde Chang'e-6 zur Erde haben Wissenschaftler nun Bodenproben von der anderen Seite des Mondes analysiert. Insgesamt befanden sich an Bord der Rückholkapsel etwa 1,9 Kilogramm Gestein, das im Süden des Apollo-Beckens gesammelt wurde.
Um die Proben zu untersuchen, verwendete ein Forschungsteam unter der Leitung von Cui Zexiang und Yang Qing vom Guangzhou Institute of Geochemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Radioisotopendatierungs- und Massenspektrometrietechniken. Mit diesem Ansatz konnte das Team das genaue Alter von Basalt – einem Gestein aus vulkanischem und magmatischem Gestein – auf 2,83 Milliarden Jahre bestimmen. Die Ergebnisse der Studie werden in der Fachzeitschrift Science vorgestellt.
Chinas Mission Chang'e 6 war ein echter Durchbruch. Bild: lookintothe.space
Das Alter der untersuchten Gesteine war eine Schlüsselentdeckung: Wissenschaftler hatten lange geglaubt, dass der größte Teil des Mondvulkanismus vor etwa drei Milliarden Jahren aufhörte. Die Ergebnisse der Studie zeigten jedoch, dass vor 2,83 Milliarden Jahren auf der verborgenen Oberfläche des natürlichen Satelliten Vulkane ausbrachen (wenn auch nicht so intensiv wie auf seiner sichtbaren Seite oder unter anderen Bedingungen).
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Darüber hinaus ergab die Analyse der Proben Unterschiede in der Mineralzusammensetzung dieser Gesteine, insbesondere in der Menge an Ilimenit, sowie im Titangehalt, was mit Fernerkundungsdaten übereinstimmt. Nicht weniger interessant waren die Eigenschaften der Quelle des Magmas, aus dem die Basalte entstanden: Es stellte sich heraus, dass das Magma auf der anderen Seite des Mondes aus einem Abschnitt des Mantels stammte, der an der KREEP-Komponente verarmt war.
< p>Bisher wurde angenommen, dass der langfristige Mondvulkanismus (insbesondere auf der sichtbaren Seite des Mondes) durch radiogene Wärme aus Bereichen des Mantels angeheizt werden könnte, die mit KREEP-Gehalt angereichert sind. Diese Gebiete enthielten wahrscheinlich eine hohe Konzentration an wärmeerzeugenden Elementen und trugen dadurch zu einem längeren thermischen Regime und zum Schmelzen des Erdmantels bei, was zur Bildung junger Basaltströme führte.
Vor etwa drei Milliarden Jahren brachen auf der Rückseite des Mondes Vulkane aus. Bild: cdn.mos.cms.futurecdn.net
Die erhaltenen Ergebnisse deuten allerdings auf eine vulkanische Aktivität ohne die KREEP-Komponente hin, das heißt, der Vulkanismus auf den Mondhemisphären verlief anders. Insbesondere brachen Vulkane auf der Rückseite des Satelliten seltener aus.
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Die Autoren der neuen Studie stellten außerdem fest, dass die Bestimmung des genauen Alters vulkanischer Gesteine auf dem Mond für die Rekonstruktion der Geschichte des Mondvulkanismus äußerst wichtig ist. Die Anzahl und Verteilung der Einschlagskrater auf der Oberfläche des natürlichen Satelliten dienen als eine Art „Uhr“, die es ermöglicht, das relative Alter von Bereichen der Mondoberfläche abzuschätzen.
Was bedeutet das?< /h2>
Eine genaue Schätzung des Alters des Basalts auf der anderen Seite des Mondes (2,83 Milliarden Jahre) erweitert unser Wissen über die Mondgeschichte und verdeutlicht den Zeitpunkt des Übergangs von einer Ära heftigen Vulkanismus zu einem ruhigeren geologischen Zustand des Satelliten.
Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Arbeit zeigten auch, dass der Vulkanismus auf der Rückseite im Gegensatz zu vielen Bereichen auf seiner sichtbaren Seite ohne die Unterstützung der KREEP-Komponente verlief, was indirekt die Hypothesen über die dadurch verursachte Umverteilung radioaktiver Elemente bestätigt der Bombardierung durch Meteoriten. Daher könnte der Unterschied in der vulkanischen Aktivität zwischen den Seiten des Mondes darauf zurückzuführen seinnicht nur durch die Dicke der Kruste, sondern auch durch die primäre Umverteilung geochemischer Komponenten.
Die andere Seite des Mondes ist etwas näher gekommen. Bild: cdn.mos.cms.futurecdn.net
Die vulkanische Aktivität auf dem Mond dauerte wahrscheinlich länger an als bisher angenommen, obwohl sie nicht so intensiv war wie auf der sichtbaren Seite des Satellit. Die von uns erhaltenen Daten ergänzen unser Verständnis der inneren Dynamik des Mondes über Milliarden von Jahren erheblich, so das Fazit der Autoren der Studie.
Das Wissenschaftlerteam hofft, dass die Ergebnisse ihrer Arbeit Sie helfen auch dabei, mehr über die Entwicklung des gesamten Sonnensystems zu erfahren, da die Mondoberfläche eine Art „Chronik“ vergangener Einschlagsereignisse darstellt. Insgesamt stellt die Analyse der von der Chang'e-6-Mission zur Erde zurückgebrachten Proben einen bedeutenden Schritt zum Verständnis der Geologie des Mondes und ihrer Entwicklung infolge katastrophaler Einschläge dar.