Eine chinesische Mission auf der anderen Seite des Mondes hat möglicherweise die Geheimnisse des Mondmantels aufgedeckt.
Die Mission schickte einen Lander zum größten Krater des Sonnensystems, wo ein Aufprall wahrscheinlich Fragmente des Mantels an die Mondoberfläche flog. Die neue Forschung könnte der bisher beste Blick auf die zweite Schicht des natürlichen Erdsatelliten sein, die weitgehend rätselhaft bleibt. Der Mond hat wie die Erde eine Kruste, einen Mantel und einen Kern. Die Kruste besteht aus Plagioklas oder Aluminiumsilikat, aber die Zusammensetzung des Mantels ist rätselhaft geblieben - weder das US-amerikanische Apollo-Programm noch die sowjetischen Luna-Missionen in den 1960er und 1970er Jahren haben es geschafft, Gesteinsproben mit Mantelmaterial zurückzubringen.
Der Chang'E-4-Mondlander, der Anfang dieses Jahres von China auf die andere Seite des Mondes geschickt wurde, könnte endlich einen Blick auf den mysteriösen Mantel werfen. Einige der ersten Messungen, die vom Mondrover des Landers zurückgeschickt wurden, legen nahe, dass der massive Südpol-Aitken-Krater Fragmente des oberen Mondmantels enthält.
Mystery Mantel
Der Boden, der mit dem sichtbaren Spektrometer und dem Spektrometer im nahen Infrarot an Bord des Yutu-2-Rovers getestet wurde, zeigt Lichtreflexionsmuster, die auf einen hohen Gehalt an Pyroxen und Olivin mit hohem Kalziumgehalt hinweisen, zwei Mineralien, die in vielen magmatischen und metamorphen Gesteinen vorkommen und für die lange Zeit angenommen wurde Mondmantel. Olivin, das im Erdmantel reichlich vorhanden ist, war bisher auf der Mondoberfläche schwer zu finden, schrieben Forscher unter der Leitung von Chunlai Li von den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften heute (15. Mai) in der Zeitschrift Nature.
"Die Ergebnisse von Li und Kollegen sind aufregend und könnten erhebliche Auswirkungen auf die Charakterisierung der Zusammensetzung des oberen Mondmantels haben", schrieb Patrick Pinet, Planetologe am Forschungsinstitut für Astrophysik und Planetologie in Frankreich, in einem Meinungsbeitrag zum neuen Artikel . (Pinet war nicht an der Forschung beteiligt.)
Planetenforscher vermuten, dass sich der Mond gebildet hat, als ein enormer Aufprall riesige Mengen an Material von der frühen Erde warf. In den frühen Tagen des Mondes wäre die gesamte Oberfläche des Satelliten ein geschmolzener Magma-Ozean gewesen. In diesem Ozean trennten sich die Mineralien durch die Dichte, wobei ein leichter Plagioklas nach oben stieg und schwerere, eisen- und magnesiumreiche Mineralien in den Mantel sanken.
Das Verständnis dieses Prozesses auf dem Mond ist wichtig, schrieb Pinet, da der Mond die gleiche dreischichtige Struktur wie die Erde hat, jedoch ohne die Komplikationen, die durch die Plattentektonik verursacht werden (die die Erde hat, aber dem Mond fehlt).
"Es ist daher von enormem Wert für das Verständnis der Entwicklung des Planeteninneren", schrieb Pinet. Aber ohne direkten Beweis für die Zusammensetzung des Mondmantels ist das eine schwierige Aufgabe.
Unter der Oberfläche
Chinas Chang'E-4-Lander könnte all das ändern. Am 3. Januar 2019 ließ sich der Lander am Südpol-Aitken nieder, der einen Durchmesser von satten 2.500 Kilometern hat und mit kleineren Kratern übersät ist. Die Forscher glauben, dass der Aufprall, der das Becken verursachte, groß genug war, um tief in den Mondmantel einzudringen und einige seiner Mineralien an die Oberfläche zu speien.
Die ersten Ergebnisse des Spektrometers im sichtbaren und nahen Infrarot legen nahe, dass der Aufprall genau das bewirkt hat. Das Instrument verwendet Lichtstrahlen auf den sichtbaren und nahinfraroten Teil des Spektrums, um die Mineralien im Boden zu analysieren und Daten über die Wellenlängen des Lichts zu sammeln, das vom Material reflektiert wird. Die Ergebnisse können dann mit dem Reflexionsvermögen bekannter Mineralien verglichen werden, um festzustellen, welche Übereinstimmungen vorliegen.
Im Von Kármán-Krater im Becken entdeckte der Rover eisen- und magnesiumreiches Gestein, das beim Aufprall aus dem Krater ausgestoßen worden war. Neben kalziumarmem Pyroxen und Olivin enthielt das Material geringe Mengen an kalziumreichem Pyroxen, das sonst auf der Mondoberfläche nicht zu finden ist.
"Diese können tief sitzende Materialien darstellen, die möglicherweise aus dem Mondmantel stammen", schrieben die Forscher. Die Ejekta stammen aus dem nahe gelegenen Finsen-Krater mit einem Durchmesser von 72 km.
Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Ergebnisse zu validieren, einschließlich der Sammlung weiterer Gesteinsproben, schrieb Pinet. Li und Kollegen planen, die Verteilung des neu entdeckten Olivins zu analysieren und die Geologie des möglichen Mantelmaterials besser zu verstehen.
