Astronomie, Satellit, Weltraum

Ein ausgedehntes Risssystem auf dem Mond?



Schwerkraftdaten aus der NASA-Mission GRAIL lassen vermuten, dass Oceanus Procellarum von einem vergrabenen Risssystem umgeben ist.

Abbildung 1: Das Konzept eines Künstlers, wie die Risse, die eine Grenze um Oceanus Procellarum bilden, ausgesehen haben könnten, während sie mit Lava überflutet waren. Bildnachweis: NASA / Colorado School of Mines / MIT / JPL / GSFC.

Schwerkraftkarten enthüllen uralte Risse

Neue Schwerkraftkarten, die unter Verwendung von Daten aus dem Weltraumfahrzeug GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) der NASA erstellt wurden, zeigen, dass Oceanus Procellarum, die größte Mondstute, nicht von einem massiven Asteroideneinschlag gebildet wurde. Stattdessen ist es ein Gebiet, das von Lava aus einem ausgedehnten Risssystem überflutet wurde (Abbildung 1). Diese Entdeckung scheint die geologische Geschichte für die nahe Seite des Mondes neu zu schreiben.

Figur 2: Bild der nahen Seite des Mondes vom Galileo-Raumschiff, das den dunklen Oceanus Procellarum zeigt, der sich über den nordwestlichen Quadranten erstreckt. Bildnachweis: NASA / JPL.

Eine Aufprallstruktur oder ein rissbegrenztes Becken?

Oceanus Procellarum ist eine große Mondstute mit einer unregelmäßigen Kontur, die den nordwestlichen Quadranten der nahen Seite des Mondes überspannt. Es ist eines der größten Merkmale auf dem Mond, mit einer relativ flachen Oberfläche und einer Breite von ungefähr 1.800 Meilen (Abbildung 2).

Mitte der 1970er Jahre befürworteten viele Mondforscher die Theorie, dass Oceanus Procellarum durch einen enormen Asteroideneinschlag hervorgerufen wurde. Der Einschlag wäre früh in der Geschichte des Mondes eingetreten, da die Lavaströme im Oceanus Procellarum über 3 Milliarden Jahre alt sind. 1

Ein so großer Asteroid wäre in die Mondkruste eingedrungen und hätte einen runden Krater hervorgebracht, der schnell mit Lava aus dem Mondinneren überschwemmt worden wäre. Während der 3 Milliarden Jahre nach dem Einschlag wurde angenommen, dass die runde Form des Kraters durch spätere Einschläge, Auswürfe, Lavaströme und andere Aktivitäten verdeckt wurde. 2

Aktuelle Gravitationskartierungen unter Verwendung von Daten aus der NASA-Raumsonde GRAIL legen einen neuen Ursprung für die größte Stute des Mondes nahe. Die Ränder von Oceanus Procellarum scheinen von einem ausgedehnten Risssystem begrenzt zu sein. Vor über 3 Milliarden Jahren verursachten diese Risse einen Lavagang, der das Gebiet des heutigen Oceanus Procellarum überflutete und die heute relativ glatte Oberfläche erzeugte (Abbildung 3). 3

Figur 3: Das Rot in diesem Bild stellt das Muster der Rifting um Oceanus Procellarum dar, das durch Schwerkraftanomalien aus der GRAIL-Mission (Gravity Recovery and Interior Laboratory) abgeleitet wurde. Es wird angenommen, dass dieser rechteckige Umriss das Überbleibsel eines Risssystems ist, das Magma an die Oberfläche der nahen Seite des Mondes beförderte und tiefliegende Gebiete mit Lava überflutete. Der rechteckige Umriss unterscheidet sich vom kreisförmigen Umriss, der für eine Asteroiden-Aufprallstruktur erwartet wird. Das Muster ähnelt Brüchen, die sich in Materialien als Reaktion auf thermische Beanspruchung entwickeln. 2 Bildnachweis: Ernie Wright, NASA Scientific Visualization Studio. Karte vergrößern.

Wie die GRAIL-Satelliten funktionieren

Die NASA-Mission GRAIL bestand aus zwei Satelliten, die den Mond in einer Höhe von etwa 55 Kilometern umkreisten. Sie sammelten Schwerkraftmessungen, die Dichteunterschiede im Monduntergrund sowie die Dicke der Mondkruste aufdecken konnten.

Die Satelliten flogen in enger Formation. Während sie mit größerer und kleinerer Schwerkraft über Bereiche des Mondes fuhren, wurde der Abstand zwischen den Satelliten durch die Stärke der Anziehungskraft des Mondes verändert. Diese Abstandsänderungen wurden dann verwendet, um Karten der Schwerkraft und der Krustenstärke des Mondes zu erstellen (Abbildung 4).

GRAIL-Satelliten: Künstlerische Darstellung der zwei GRAIL-Satelliten, die den Mond umkreisen, Gravitationsdaten sammeln und zur Erde zurücksenden. Bild von NASA / JPL-Caltech.

Figur 4: Karten der Bouguer-Schwerkraft und der Krustenstärke der nahen Seite des Mondes. Die Schwerkraftkarte zeigt die Positionen der Einschlagskrater und der abgeleiteten Risssysteme. Die Krustenstärkenkarte zeigt eine sehr dünne Kruste unter offensichtlichen Aufprallstrukturen, aber eine Kruste mit unregelmäßiger Dicke unter Oceanus Procellarum. 3 Bildnachweis: NASA Scientific Visualization Studio.

Abbildung 5: Bouguer-Schwerkraftkarte der nahen Seite des Mondes. Die Schwerkraftmerkmale des abgeleiteten Risssystems können als rotes Rechteck gesehen werden, das den Oceanus Procellarum grob umreißt. 3 Bildnachweis: NASA Scientific Visualization Studio.

Entdeckt durch Schwerkraftkartierung

Das haben Forscher in den GRAIL-Daten getan und nicht gefunden:

1) Sie fanden Gravitationsmerkmale, die auf ein vergrabenes Rift-System hindeuten, das einen rechteckigen Umriss um den Oceanus Procellarum bildet (die Position dieses vorgeschlagenen Rift-Systems ist in Abbildung 3 rot dargestellt). 4 Der rechteckige Umriss des Rift-Systems entspricht weitgehend der aktuellen Form von Oceanus Procellarum und unterscheidet sich von dem, was als Reaktion auf einen Asteroideneinschlag zu erwarten wäre. Die Gravitationsmerkmale, von denen angenommen wird, dass sie Risse sind, sind auf der Gravitationskarte ebenfalls in roter Farbe zu sehen (Abbildung 5).

2) Sie fanden unter allen offensichtlich großen Einschlagskratern des Mondes deutliche kreisförmige Gravitationsmerkmale (diese erscheinen als kreisförmige rote Merkmale in Abbildung 4).

3) Sie fanden unter Oceanus Procellarum kein ähnliches kreisförmiges Gravitationsmerkmal. Stattdessen deuteten die Schwerkraftwerte auf eine Kruste mit variabler Dicke in diesem Bereich hin (Abbildung 4) 5.

Oceanus Procellarum wurde nicht durch Aufprall gebildet

Die Schwerkraftdaten der GRAIL-Mission scheinen die Aufprallbildungstheorie für Oceanus Procellarum zunichte zu machen. Stattdessen unterstützt es eine Formation, die durch Flutbasalte aus einem massiven Risssystem erzeugt wird.

Rifting und der Ursprung von Oceanus Procellarum
1 Ozean der Stürme, Ozeane der Auseinandersetzung: Paul D. Spudis; Artikel auf der AirSpaceMag.com-Website veröffentlicht; 1. November 2012.
2 Was setzte der Mann in den Mond in den Mond ?: Phil Zopf; Artikel im Bad Astronomy Blog auf Slate.com, 2. Oktober 2014.
3 NASA-Missionspunkte zur Entstehung des "Ozeans der Stürme" auf dem Erdmond: D. C. Agle, NASA Jet Propulsion Laboratory; Dwayne Brown, NASA-Hauptquartier; Kathleen Morton von der Colorado School of Mines; Pressemitteilung veröffentlicht auf der NASA-Website am 1. Oktober 2014.
4 Procellarum Rifts für das Cover der Natur: Ernie Wright, Visualizer / Animator; Jeff Andrews-Hanna, Wissenschaftler; Das Scientific Visualization Studio der NASA; Visualisierungs-Release, veröffentlicht auf der NASA-Website am 1. Oktober 2014.
5 GRAIL-Karten zur Schwerkraft der Hauptmission: Ernie Wright, Visualizer / Animator; Maria Zuber und Erwan M. Mazarico, Wissenschaftler, Massachusetts Institute of Technology; Goddard Space Flight Center der NASA Scientific Visualization Studio; Visualisierungs-Release auf der NASA-Website veröffentlicht; 5. Dezember 2012.
6 Basalt: Hobart King; Artikel über.

Verstehen, was Sie nicht direkt beobachten können

Diese neue Idee für die Bildung von Oceanus Procellarum basiert auf remote gesammelten Informationen. Es kann richtig sein oder verworfen werden, wenn neue Ideen oder Informationen verfügbar werden. Selbst wenn ein Team von Menschen den Mond besuchte und Bohrungen oder seismische Daten über Oceanus Procellarum sammelte, wäre ihre Fähigkeit, diese Theorie zu verbessern, möglicherweise nicht möglich. Die Antwort ist schwer zu "wissen", da die verfügbaren Daten immer fragmentarisch sind und interpretiert werden können.