Vulkanisches Rechteck auf dem Mond
Schwerkraftmessungen zeigen: „Ozean der Stürme“ ist kein Einschlagbecken.
Der Oceanus Procellarum – der Ozean der Stürme – ist mit einem Durchmesser von etwa 3200 Kilometern das größte Mare auf der Oberfläche des Mondes. Die Region zeichnet sich durch eine geringe Höhe und eine dünne Kruste aus. Langgestreckte Erhebungen am Rand des Oceanus Procellarum wurden bislang als Indiz dafür gesehen, dass es sich um ein Einschlagbecken handelt, entstanden durch den Impakt eines Asteroiden in der Zeit des Großen Bombardements vor vier Milliarden Jahren. Allein aufgrund der Oberflächenstrukturen ließ sich allerdings nicht entscheiden, ob dieses Szenario korrekt ist – zahlreiche weitere Einschläge haben die Spuren des früheren Ereignisses erodiert.
Abb.: Bild des Vollmonds mit den von GRAIL aufgespürten magmatischen Gesteinsgängen, sogenannten Dykes, in rot eingetragen. (Bild: Kopernik Observatory/NASA/Colorado School of Mines/MIT/JPL/Goddard Space Flight Center)
Ein Forscherteam um Jeffrey Andrews-Hanna von der Colorado School of Mining hat deshalb unter die Oberfläche des Erdtrabanten geschaut – und damit das Einschlag-Szenario aus den Angeln gehoben: Die als Überreste des ursprünglichen Rands des Einschlagbeckens gedeuteten Erhebungen sind in Wirklichkeit Teile eines größeren Systems von magmatischen Gesteinsgängen. In solchen „Dykes“ ist Magma aus sublunaren Reservoirs durch Grabenbrüche aufgestiegen und hat diese bei der Erstarrung aufgefüllt.
Auf die Spur gekommen sind Andrews-Hanna und seine Kollegen den Dykes in den Daten der US-amerikanischen Doppelsonde GRAIL. Das „Gravity Recovery and Interior Laboratory“, auf Deutsch etwa: Labor zur Untersuchung der Schwerkraft und des inneren Aufbaus, hat 2012 den Erdtrabanten in einer Höhe von 55 Kilometern und einem Abstand von etwa 200 Kilometern als Tandem umkreist. Mit Hilfe von Mikrowellen wurde der Abstand der beiden Sonden ständig mit hoher Genauigkeit überwacht. Diese Technik erlaubt es, das Schwerefeld des Mondes präzise zu vermessen.
Abb.: Gravitationssonde GRAIL erlaubt Blick ins Innere des Mondes: Links der Mond im sichtbaren Licht, das mittlere Bild zeigt die Topologie der Oberfläche, rot sind Hochflächen, blau Tiefebenen, rechts die von GRAIL ermittelten Schwerkraft-Anomalien. Die große rechteckige Begrenzung des Oceanus Procellarum ist deutlich sichtbar. (Bild: NASA/Colorado School of Mines/MIT/JPL/Goddard Space Flight Center)
Gesteine unterschiedlicher Herkunft besitzen eine unterschiedliche Dichte und erzeugen damit auch eine unterschiedliche Gravitation. So können die GRAIL-Forscher aus kleinen Abweichungen im Schwerefeld des Mondes auf seinen inneren Aufbau zu schließen. In den GRAIL-Daten stießen Andrews-Hanna und seine Kollegen auf eine große rechteckige Struktur aus erstarrter Magma. Die Form dieser magmatisch-tektonischen Struktur, die den Oceanus Procellarum umfasst, lasse sich, so die Forscher, durch thermische Spannungen erklären: Die Region sei schneller abgekühlt als ihre Umgebung.
Rainer Kayser
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