Dieses Bild zeigt eine hochporöse Kruste auf der Mondoberfläche, eine Folge von Brüchen, die durch Milliarden Jahre Aufprallkraterbildung entstanden sind. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / IPGP
Wenn wir uns die Mondoberfläche ansehen, wissen wir, dass Asteroiden und Kometen, die auf ihre Mondoberfläche schlagen, sie geschlagen haben. Neue Details aus der GRAIL-Mission zeigen jedoch, dass das Mondinnere direkt unter der Oberfläche ebenfalls ummauert wurde und fast vollständig pulverisiert ist. Dieser überraschende Befund, zusammen mit der Entdeckung tiefer Brüche, deutet darauf hin, dass der Mond in seinen ersten Milliarden Jahren möglicherweise eine Geschichte massiver Einschläge überstanden hat, mehr als bisher angenommen. Folglich bedeutet dies, dass die Erde und andere terrestrische Planeten im Sonnensystem ebenfalls große frühe Auswirkungen hatten.
"Es war bekannt, dass Planeten von Stößen getroffen wurden, aber niemand hatte sich vorgestellt, dass die [Mond-] Kruste so zusammengeschlagen wurde", sagte Maria Zuber, Principal Investigator für die GRAIL-Mission. "Dies ist eine wirklich große Überraschung und wird viele Menschen dazu bringen, darüber nachzudenken, was dies für die planetare Evolution bedeutet."
Die neuen GRAIL-Daten stimmen mit jüngsten Studien überein, die darauf hindeuten, dass das späte schwere Bombardement möglicherweise viel länger als ursprünglich angenommen und bis weit in die Zeit hinein gedauert hat, als sich das frühe Leben auf der Erde bildete. Darüber hinaus war diese „spät-spät“ Periode der Auswirkungen - vor 3,8 bis 2,5 Milliarden Jahren - nichts für schwache Nerven. Verschiedene Explosionen haben möglicherweise mit denen konkurriert, die einige der größten Krater auf dem Mond hervorgebracht haben, und könnten größer gewesen sein als der Dinosaurier-tödliche Aufprall, der den Chicxulub-Krater vor 65 Millionen Jahren verursacht hat.
Aus GRAILs Messungen haben Zuber und ihr Team jetzt eine hochauflösende Karte der Schwerkraft des Mondes zusammengefügt (lesen Sie mehr darüber in unserem vorherigen Artikel.)
Die resultierende Karte zeigt aber auch ein inneres Gravitationsfeld, das mit einer unglaublich gebrochenen Mondkruste übereinstimmt. Im Vergleich zur Oberfläche sieht die Karte des Innenraums außerordentlich glatt aus. Mit Ausnahme der großen Einschlagbecken fehlen der oberen Mondkruste weitgehend dichte Gesteinsstrukturen und sie besteht wahrscheinlich aus porösem, pulverisiertem Material.
Diese Mondkarte zeigt die Schwerkraftgradienten, die von der GRAIL-Mission der NASA berechnet wurden. Rot und Blau entsprechen stärkeren Schwerkraftgradienten. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / CSM
Die Mondgravitationskarte von GRAIL hat auch zahlreiche Strukturen auf der Mondoberfläche enthüllt, die durch frühere Gravitationskarten eines Planeten nicht aufgelöst wurden, einschließlich vulkanischer Landformen, Aufprallbeckenringe und vieler einfacher, schalenförmiger Krater. Aus GRAILs Messungen haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Mondkruste mit einer Dicke von 34 bis 43 Kilometern viel dünner ist, als Planetengeologen zuvor vermutet hatten. Die Kruste unter einigen großen Becken ist fast nicht vorhanden, was darauf hinweist, dass frühe Einschläge den Mondmantel ausgegraben haben und ein Fenster in das Innere bieten.
"Wenn Sie sich die Oberfläche des Mondes ansehen und wie stark er kraterartig ist", sagte Zuber während einer Pressekonferenz am Mittwoch von der Konferenz der American Geophysical Union, "sagt uns das, dass alle terrestrischen Planeten so ausgesehen haben, aber die Geschichte der Erde nicht erhalten ist." wegen atmosphärischer und erosiver Prozesse auf unserem Planeten. Wenn wir also diese frühen Perioden studieren wollen, müssen wir woanders hingehen, und der Mond ist der perfekte Ort dafür. “
Zuber sagte, dass wir, nachdem wir einen unglaublichen Bruch der oberen Mondkruste gefunden haben, jetzt wissen, dass die Kruste anderer Planeten wahrscheinlich auch dieselben Brüche aufweist. „Wir haben Grund zu der Annahme, dass die Brüche auf den Erdplaneten tiefer sind und vielleicht wie im Fall des Mondes sogar in den Mantel hinein. Dies wirkt sich auf die Planetenentwicklung aus, beispielsweise darauf, wie Planeten Wärme verlieren “, sagte sie.
Frakturen bieten auch einen Weg für Flüssigkeiten.
"Es wurde angenommen, dass der Mars einen alten Ozean hat, und wir fragen uns, wohin er gegangen ist", sagte Zuber. "Der Ozean könnte durchaus unterirdisch sein, und wir haben Hinweise auf unterirdisches Wasser auf dem Mars gesehen. Wenn es jemals Mikroben auf der Marsoberfläche gegeben hätte, hätten sie sehr tief gehen können. Diese Erkenntnis eröffnet also solche Möglichkeiten und öffnet wirklich ein Fenster zu den frühen Stadien unseres Sonnensystems und wie gewalttätig ein Ort war. “
Neben den Entdeckungen von GRAIL sagte Zuber, eine weitere wichtige Errungenschaft sei die Leistung des Raumfahrzeugs selbst gewesen. Um die wissenschaftlichen Ziele der Mission zu erreichen, mussten die beiden Sonden, die mehr als 200 Kilometer voneinander entfernt sein können, in der Lage sein, Änderungen in der Entfernung zwischen ihnen auf wenige Zehntel Mikrometer pro Sekunde zu messen. Aber GRAIL übertraf seine Messanforderungen tatsächlich um den Faktor fünf und löste Änderungen der Entfernung von Raumfahrzeugen auf mehrere Hundertstel Mikrometer pro Sekunde auf.
"Bei dieser Mission mit zwei Raumschiffen musste alles zweimal perfekt laufen", sagt Zuber und fügt stolz hinzu: "Stellen Sie sich vor, Sie sind Eltern, die Zwillinge großziehen, und Ihre Kinder setzen sich ans Klavier und spielen perfekt ein Duett. So fühlt es sich an. "
Quellen: GRAIL-Pressekonferenz von AGU, MIT, JPL
