Geologische Studie zeigt: Der Mond ist deutlich älter als gedacht
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Köln (Deutschland) – Mithilfe neuer geochemischer Informationen aus Gesteinsproben der Apollo-Mondlandemissionen haben Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen das Alter des Erdenmondes neu bestimmt und festgestellt, dass der Erdtrabant deutlich älter ist als bislang angenommen.
Wie das Team unter der Federführung von Geowissenschaftlern unter Dr. Maxwell Thiemens und Dr. Raúl Fonseca von der Universität zu Köln aktuell im Fachjournal „Nature Geoscience“ (DOI: 10.1038/s41561-019-0398-3) berichtet, haben sie das Alter des Mondes auf ca. 50 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems vor 4,56 Milliarden Jahren eingegrenzt. Der Mond selbst wäre somit ca. 4,51 Milliarden Jahre alt. Bislang wurde das Alter des Mondes auf deutlich jünger als 4,5 Milliarden Jahre geschätzt.
In Ihrer Studie analysierten die Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung einer Vielzahl von Gesteinsproben, die von unterschiedlichen Apollo-Missionen zur Erde gebracht wurden.
„Die Entstehung des Mondes war das letzte große planetare Ereignis nach der Entstehung der Erde“, erläutert die Pressemitteilung der Kölner Universität und führt dazu weiter aus: „Eine genaue Bestimmung des Alters des Mondes lässt daher auch Rückschlüsse darüber zu, wie und wann die Erde entstanden ist und wie sie sich zu Beginn des Sonnensystems entwickelte.“
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„Ein Vergleich der relativen Mengen einzelner seltener Elemente im Gestein zeigt, wie die einzelnen Proben mit dem Mondinneren und der Verfestigung des einst flüssigen Magmaozeans auf seiner Oberfläche zusammenhängen“, erläutert Fonseca. Zusammen mit seinem Kollegen Dr. Felipe Leitzke simulierte er in Laborexperimenten jene Prozesse, die im Innern des Mondes ablaufen.
Hintergrund
Der Mond entstand wahrscheinlich infolge einer gigantischen Kollision zwischen einem Himmelskörper von der Größe des Mars und der frühen Erde. Im Laufe der Zeit wuchs der Mond aus dem Material, das nach der Kollision in die Erdumlaufbahn geschleudert wurde. Der frühe Mond war von einem flüssigen Magmaozean bedeckt, der beim Abkühlen verschiedene Arten von Gesteinen bildete.
Es sind diese Gesteine, die man heute noch auf der Mondoberfläche finden kann, in denen Informationen über die Entstehung des Mondes archiviert wurden. „Solche Beobachtungen sind auf der Erde nicht mehr möglich, da unser Planet im Laufe der Zeit geologisch aktiv war“, berichten die Wissenschaftler. „Der Mond bietet somit eine einzigartige Gelegenheit, die frühe Geschichte eines Himmelskörpers zu erforschen und zugleich auch ein Mindesalter unserer Erde zu bestimmen.“
Anhand der Beziehung zwischen den seltenen Elementen Hafnium, Uran und Wolfram, wie das Basaltgestein der Mare (schwarze Tiefebenen auf der Mondoberfläche) durch Schmelzprozesse entstanden ist. Dank einer bisher unerreichten Messgenauigkeit stellten die Kölner Geowissenschaftler fest, dass diese Elemente in den verschiedenen Gesteinseinheiten in unterschiedlichen Verhältnissen auftreten und konnten so das Verhalten dieser seltenen Elemente bei der Entstehung des Mondes genauer charakterisieren.
Durch die Untersuchung von Hafnium und Wolfram auf dem Mond können Geologen eine Art radioaktive Uhr anwenden, bei der das radioaktive Isotop Hafnium-182 zu Wolfram-182 zerfallen ist: „Dieser radioaktive Zerfall war nach den ersten 70 Millionen Jahren des Sonnensystems komplett abgeschlossen. Eine Kombination dieser Daten mit den Informationen aus Laborexperimenten zeigt nun, dass der Mond bereits 50 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems begonnen hat, sich zu verfestigen.“
Die neue Altersbestimmung zeigt nun, dass das große Kollisionsereignis vor dieser Zeit stattgefunden haben muss und beantwortet die in der Wissenschaft bislang sehr umstrittene Frage nach dem genauen Zeitpunkt der Entstehung des Mondes.
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