« vorheriger Beitrag  · nächster Beitrag »

15.07.08 · 06:57 Uhr

Wasser im Mond

Kategorie: Naturwissenschaften·Themenwoche·Themenwoche

Die Apollo-Astronauten haben nicht nur medienwirksam Golf auf dem Mond gespielt, sie haben tatsächlich auch etwas für die Wissenschaft geleistet.

Also abgesehen davon, dass sie einer ganzen Generation als Inspiration dienten, Ingenieure und Naturwissenschaftler zu werden. Die Astronauten haben Bodenproben mit zur Erde zurückgenommen. Darunter waren auch Proben, die durch vulkanisches Glas orange (Apollo 11 und 17) und grün (Apollo 15) gefärbt waren.

Bild: NASA, Apollo 17, Monderde am Rande des Shorty-Kraters, die Glasperlen mit einem Durchmesser von 0,1-0,4 mm Durchmesser enthält. Die orange Farbe der Perlen rührt von ihrem hohen Titan-Gehalt her.

Dieses Glas stammt aus vulkanischen Fontänen und ist so alt wie das umgebene Mondgestein. Saal et al. berichten in der neuesten Ausgabe der Nature, dass sie jetzt über 30 Jahre später die Bodenproben und da insbesondere die Glasperlen mit der neuesten Technik untersuchten. Die Wissenschaftler fahndeten mit einem Sekundärionen-Massenspektrometer nach Material, das im Inneren der Perlen konserviert ist.(1) Zu ihrer Überraschung fanden sie im Zentrum der Perlen flüchtige Stoffe wie Chlor, Fluor, Schwefel und auch Wasser.

Die Erforschung des Mondes in den vergangenen Jahrzehnten allerdings hat gezeigt, dass der Mond im Vergleich zur Erde kaum flüchtige Elemente und vor allem keinen Wasserstoff enthält. Wie bereits Florian berichtet hat, gehen wir Forscher davon aus, dass der Mond in einem riesigen Knall entstand, als ein marsgroßer Körper mit der Erde kollidierte. Der Mond entstand dann aus diesen Trümmerstücken. Dabei wurde sehr viel Energie frei und eigentlich hätten dabei sämtliche flüchtigen Stoffe und auch das Wasser verfliegen müssen.

Die Frage ist also: Sind diese Gesteinsproben typisch für den Mond? Und wenn ja, wie kommt das Wasser dahin?

Es gibt zwei Lösungsmöglichkeiten:
1. Bei dem Zusammenstoß ging zwar ein Großteil des flüchtigen Materials verloren, aber nicht alles. Ein nicht vernachlässigbarer Teil verblieb im Erde-Mond-System.
2. Das Wasser kam mit Meteoriten zur Erde. Wenn das stimmt, dann kann man sogar ziemlich genau bestimmen, wann das Wasser ankam. Nach dem großen Knall, aber vor 4,3 Milliarden Jahren. Tatsächlich sieht das irdische Verhältnis zwischen schwerem Wasser und "normalem" Wasser so aus, als ob es durch bestimmte Meteorite - Chondrite - auf die Erde gebracht wurde. Damit wäre das Wasser auf der Erde und auch das auf dem Mond außerirdischen Ursprungs.

Der Mond dient hier also als Schlüssel für die Vergangenheit der Erde. Denn auf der Erde sind die Zeugnisse des großen Knalls und der anschließenden fernen Vergangenheit durch geologische Umwälzungen und Erosion im Großen und Ganzen verloren gegangen. Auf dem Mond dagegen haben sie sich erhalten.

Also... Wo auch immer das Wasser herkommt: Die Erde und der Mond teilen sich diese feuchte Vergangenheit. Das zeigt auch die Analyse der Sauerstoff-Atome in den Gesteinsproben.

Es gibt verschiedene Versionen eines Sauerstoffatomes: so genannte Isotope. Die chemischen Eigenschaften eines Atomes wird durch die Anzahl der geladenen Teilchen bestimmt. Es gibt aber auch ungeladene Teilchen - Neutronen -, welche den Kern schwerer machen können, aber die chemischen Eigenschaften nicht verändern. Sauerstoffistope sind also verschieden schwere Versionen eines Sauerstoffatoms mit gleichen chemischen Eigenschaften. Analysiert man in einer Gesteinsprobe den Anteil der verschiedenen Sauerstoffversionen, dann lässt sich ziemlich genau bestimmen, von welchem Planeten das Gestein stammt. Erde, Mars und alle Asteroiden unterscheiden sich in ihrem Verhältnis von Sauerstoffisotopen zueinander. Nur der Mond und die Erde zeigen eine identische Zusammensetzung - wegen ihrer gemeinsamen Vergangenheit.

Um jetzt noch genauer zu bestimmen, woher das Wasser stammt, müsste man die Isotopenverhältnisse des Wassers in den Mondgesteinsproben genauer analysieren. Da gibt es aber ein kleines Problem: Die Gesteinsproben sind vermutlich nach der Rückkehr auf die Erde mit irdischem Wasser kontaminiert worden. (2)

Ihr wisst, was das heißt, oder ;-)

Wir müssen wieder zurück zum Mond: Noch mehr Proben sammeln und diesmal wissen wir, worauf wir achten müssen.

P.S.: Ich weiß nicht, wie es Euch geht, aber ich finde diese Arbeit sowas von cool.

Wer hätte gedacht, dass man selbst nach über 30 Jahren noch so viel von einem Haufen Mondstaub lernen kann.
------------------------------------------------
Alberto Saal et al., Nature 454, 192-195 (10 July 2008) | doi:10.1038/nature07047
------------------------------------------------
(1) Mit ähnlichen Geräten wird Kometenstaub im Labor untersucht. Diese empfindlichen Geräte kommen immer dann zum Einsatz, wenn nur sehr, sehr wenig Ausgangsmaterial vorhanden ist. Dr. Thomas Stephan, einer der anerkanntesten Experten auf dem Gebiet der experimentelle Analyse von Meteoriten, interplanetarem Staub und ähnlichem ist mangels irgendeiner vernünftigen Perspektive in der deutschen Forschung nach Chicago gegangen. Oder so ist es mir zumindest zugetragen worden. Wieder ein Beispiel für den deutschen "Brain drain".
(2) Von dieser Kontamination ist das Innere der Glasperlen allerdings nicht betroffen. Ich vermute allerdings, dass hier einfach zuwenig Material vorhanden ist, um eine Isotopen-Analyse des Wassers durchzuführen.

Autor: Ludmila Carone· 0 Kommentare· Permalink· Trackback-URL

Tags: Erde· Mond· Mondlandung· Raumfahrt· Wasser