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Der feuchte Trabant

Planetologie.- Komplett verstanden haben Astronomen den Mond bisher noch nicht. So hat zum Beispiel die Entdeckung von Wasser auf dem Erdbegleiter neue Fragen aufgeworfen: Wie ist es dorthin gekommen? Gibt es gar einen regelrechten Wasserkreislauf?

Von Guido Meyer | 23.04.2012

Der Mond ist eine staubtrockene, lebensunfreundliche Welt. So weit, so falsch. Erst vor wenigen Wochen gelang es Wissenschaftlern, dort erstmals organische Moleküle nachzuweisen. Sie entstehen im Eis an den Polen des Mondes. Die hochenergetische kosmische Strahlung schlägt dort die Wasserstoffatome H aus den Wassermolekülen H2O heraus. Der verbliebene Sauerstoff O geht dann mit anderen Elementen wie Kohlenstoff neue Verbindungen ein. Diese sogenannten präbiotischen Moleküle bilden die Grundlage für die DNA, die aus solchen Kohlenstoff-Ketten aufgebaut ist. - Und diese Entdeckung beinhaltet bereits die zweite Erkenntnis, die unser Wissen über den Erd-Trabanten in letzter Zeit über den Haufen geworfen hat: Es gibt doch tatsächlich Wasser auf dem ach-so-trockenen Mond.

"Es kommt eigentlich überall auf dem Mond vor. Wir haben natürlich sehr sehr viele Protonen vom Sonnenwind, und wenn die anfangen, mit Sauerstoff, der aus dem Gestein kommt, zu reagieren, dann entsteht natürlich spontan Wasser. Dann kann das kondensieren, dann verdampft das wieder. Und da gibt's so'n leichten Kreislauf."

Ralf Jaumann vom Institut für Planetenforschung und Planetengeologie des Deutsches Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin erforscht einen Wasser-Kreislauf auf dem Mond. Den untersucht derzeit auch das Space Research Institute in Moskau, dessen Laborleiter Igor Mitrofanov die bisher verstandenen Puzzle-Teile dieses Wasser-Kreislaufs so erläutert:

"Da der Mond – im Gegensatz zur Erde - weder eine Atmosphäre noch ein Magnetfeld hat, können die Ionen der kosmischen Strahlung die Mond-Oberfläche regelrecht bombardieren. Dabei entstehen Neutronen, die Energie verlieren, wenn sie mit den Wasserstoff-Protonen im Mond-Staub zusammenstoßen. Diese Energie können wir messen. Daher wissen wir, wo auf dem Mond wie viel Wasserstoff vorkommt."

Fast drei Jahre sind es her, seit die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA ihren Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zum Mond geschickt hat. Eines seiner Experimente an Bord ist der Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) aus Russland. Neben im Mondstaub gelöstem Wasserstoff hat diese goldene, kanisterförmige Apparatur auch Wasser an den Innenseiten von Kratern am Nord- und am Südpol des Mondes nachgewiesen. Als ergiebigste Quelle für Wasser-Eis hat sich der Krater Cabeus herausgestellt: In ihm kommen auf eine Million sonstiger Atome fast fünf-hundert Wasserstoff-Atome – klingt nach wenig, summiert sich aber.

"Wir reden nicht von riesigen Mengen von Wasser, aber man kann so viel wie: zweimal der Bodensee dürfte auf dem Mond schon vorhanden sein."
Und der Detektor aus Russland lieferte ein weiteres überraschendes Ergebnis: Die Hälfte des Eises in Regionen um den Mond-Südpol befindet sich gar nicht - wie vermutet - in permanent schattigen, eiskalten Kratern, sondern außerhalb davon, ist also der Sonnenstrahlung ausgesetzt.

"So wie wir auf der Erde, in Sibirien und in Alaska, Permafrost-Regionen haben, scheint es diese auch auf dem Mond zu geben. Die Sonne heizt nur die obersten Zentimeter des Mond-Staubes auf. Darunter steigen die Temperaturen nicht über minus 170 Grad Celsius. Dort kann sich das Wasser-Eis das ganze Jahr über halten."

Derzeit versuchen die Astronomen, den Wasser-Kreislauf auf dem Mond komplett zu verstehen – von der spontanen Entstehung von H2O-Molekülen über Eis-Ablagerungen in den Kratern bis hin zu den Zusammenhängen zwischen beidem.

"Das ist ein Prozess, der noch nicht so ganz verstanden ist, wie das letztlich genau geht, Fragen wie 'wie kriegen wir eigentlich den Sauerstoff aus dem Gestein raus?' Wie die ganzen Transportprozesse ablaufen, das ist natürlich völlig unklar."