Viele Jahrzehnte lang waren Wissenschaftler der Meinung, der Mond sei nicht mehr als totes, kaltes Gestein. Doch ist das tatsächlich so oder hat der Mond einen Kern, ähnlich wie unsere Erde? In den folgenden Zeilen gehen wir dieser Antwort auf die Spur!
Hat der Mond einen Kern?
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Die Frage „Hat der Mond einen Kern?“ galt lange als ungeklärt. Die Oberfläche des Mondes hat sich in den vergangenen drei Milliarden Jahren nur noch durch Bombardements von Asteroiden und Kometen verändert. Seit der Entstehung es Mondes vor über 4,5 Milliarden Jahren kühlt er rapide aus, sodass er geologisch als tot gilt – also ohne eine Aktivität (beispielsweise in Form von Vulkanausbrüchen). Doch bereits am 06. Januar 2011 gab die NASA bekannt, dass der Mond einen Kern besitzen muss, der dem der Erde ähnelt. Um dies zu bestätigen, nutzte eine Arbeitsgruppe der US-Raumfahrtbehörde NASA Daten aus der vergangenen Apollo-Ära.
Sie fanden heraus, dass zumindest ein kleiner Bereich um den festen Mondkern in der Realität überhaupt nicht so tot ist, wie man bisher annahm. An der tiefsten Stelle des Mond-Mantels wurden ein paar Prozent Gesteinsschmelze entdeckt, den den äußeren, flüssigen Kern des Mondes umhüllt. Diese Schicht ist nur etwa 80 Kilometer dick und besteht aus einer Eisen-Nickel-Legierung. Der eigentliche Mondkern misst einen Durchmesser von rund 440 Kilometer und besteht ebenso aus Eisen und Nickel. Zum Vergleich: Der Erdkern, der ebenfalls metallisch ist und rund 6000°C heiß, besitzt mit 6940 Kilometern mehr als den zehnfachen Durchmesser. Im inneren Kern des Mondes befindet sich zudem ein kleiner Prozentsatz an leichteren Elementen wie Schwefel, wie die neuesten seismologischen Ergebnisse zeigen.
Gezeitenreibung sorgt für die aufgeschmolzene Kern-Schicht
Die sogenannte Gezeitenreibung mit der Erde ist der Grund für die Verflüssigung, denn der Mond verformt sich während des Erdumlaufs ständig. Zwar rotiert er mit einer konstanten Geschwindigkeit um die Erde, allerdings ist seine Bahn leicht ellipsenförmig. Im festen Mond-Gestein entsteht durch diese Verformungen Reibung und Wärme, was zu einer Aufschmelzung des Gesteins führt.
Da man bislang aufgrund vieler Untersuchungen annahm, dass die Gezeitenreibung nicht ausreicht, um das Innere des Mondes zu erhitzen, kam man folglich auch erst jetzt auf andere Forschungsergebnisse. Insofern sich die Gezeitenreibung nämlich nur auf den kernnahen Bereich des Mondes bezieht, kann die Wärmeentwicklung durchaus ausreichend sein, um das Material teilweise zum Schmelzen zu bringen. Seitdem die NASA-Forscher zu diesen Ergebnissen kamen, stimmen auch die mit den Raumsonden erfassten Mond-Verformungen mit den Simulationen überein.
Erdbebenwellen sorgen für Schichtaufbau
Aus den hochpräzisen Daten, die verschiedene Mondsonden und Mondorbiter liefern, lassen sich schon geringste Mond-Verformungen ablesen. Das Team der Forscher griff außerdem auf die Daten zurück, die in den Apollo-Missionen Ende der 1960er-Jahre stammen. In erster Linie sind bei Erdbebenwellen sogenannte Scherwellen (S-Wellen) maßgebend, denn diese werden nicht in Flüssigkeit weitergeleitet. Sobald eine Schmelze bei einem zu vermessenden Körper vorliegt, wird die Geschwindigkeit der Scherwellen reduziert. In Kombination mit den Messdaten des Mond-Schwerefeldes konnten die Wissenschaftler so den Schichtaufbau des Mondes ableiten. Auch die Dicke der Schicht, die das aufgeschmolzene Material enthält, konnte bestimmt werden.