Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler darüber, ob der Mond einst ein anhaltendes, starkes Magnetfeld besaß. Eine neue Analyse von Mondgesteinen aus der Apollo-Ära legt nahe, dass der Mond zwar Perioden intensiver magnetischer Aktivität erlebte, diese jedoch kurz und selten waren – sie dauerten nur ein paar tausend Jahre, möglicherweise sogar Jahrzehnte – und kein langlebiges Merkmal waren. Die in Nature Geoscience veröffentlichte Forschung verfeinert unser Verständnis der frühen Geschichte des Mondes und der Kräfte, die seine magnetische Umgebung geformt haben.
Die langjährige Debatte und der Apollo-Sampling-Bias
Der Kern des Rätsels liegt in der begrenzten geografischen Verteilung der Landeplätze der Apollo-Mission. Astronauten landeten in ungefähr denselben Äquatorregionen, hauptsächlich auf dunklen, flachen Basaltebenen namens Maria. Diese Gebiete sind reich an Titanbasalten, was sie zu leichten Zielen für die Landung macht, aber ein verzerrtes Beispiel der Gesamtzusammensetzung des Mondes darstellt.
Die ersten Analysen dieser Gesteine deuteten auf ein stärkeres und anhaltenderes Magnetfeld hin, als einige Modelle zuließen. Der kleine Kern des Mondes – nur ein Siebtel seines Radius – machte ein dauerhaft starkes Feld unwahrscheinlich. Diese Diskrepanz befeuerte die Debatte.
Titan als Schlüssel: Gesteinszusammensetzung mit magnetischer Stärke verbinden
Die neue Studie verbindet den Titangehalt in Mondgesteinen direkt mit ihrer magnetischen Stärke. Proben mit weniger als 6 % Titan zeigten schwache Magnetfelder, während Proben mit höheren Konzentrationen einen deutlich stärkeren Magnetismus zeigten. Diese Korrelation legt nahe, dass Perioden intensiver magnetischer Aktivität mit dem Schmelzen von titanreichem Material tief im Mondmantel zusammenfielen.
„Für sehr kurze Zeiträume … führte das Schmelzen von titanreichen Gesteinen an der Kern-Mantel-Grenze des Mondes zur Erzeugung eines sehr starken Feldes.“ – Claire Nichols, Universität Oxford.
Dieses Schmelzen erfolgte wahrscheinlich aufgrund lokalisierter Wärmequellen, die vorübergehende Magnetismusschübe verursachten. Die Forschung bestätigt, dass das Magnetfeld des Mondes während des größten Teils seiner 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte weitgehend schwach war und kurze, örtliche Ausbrüche starker Aktivität aufwies.
Apollo Rocks: Ein begrenzter, aber entscheidender Datensatz
Das Apollo-Archiv enthält etwa 842 Pfund (382 kg) Mondgestein, einen erheblichen Teil der 1.433 Pfund (650 kg) auf der Erde (einschließlich Meteoriten). Obwohl diese Proben ausführlich untersucht wurden, war immer bekannt, dass sie eine statistisch verzerrte Teilmenge der gesamten geologischen Aufzeichnungen des Mondes darstellten. Das Forschungsteam führte Simulationen durch, die bestätigten, dass eine zufällige Probe von Mondmaterial nur eine geringe Chance hätte, stark magnetisches Gestein zu enthalten. Dies verstärkt die Notwendigkeit einer vielfältigeren Probenahme.
Zukünftige Erkundung mit Artemis
Die von der NASA geleiteten Artemis-Missionen zielen darauf ab, dieser Verzerrung bei der Probenentnahme entgegenzuwirken, indem sie an einem breiteren Spektrum von Mondstandorten landen. Das Sammeln von Proben über eine größere geografische Ausbreitung wird ein vollständigeres Bild der magnetischen Geschichte des Mondes liefern. Dies wird helfen zu bestätigen, ob diese Ausbrüche starken Magnetismus weit verbreitet waren oder auf bestimmte Regionen beschränkt waren.
Letztendlich verdeutlicht die neue Analyse der Apollo-Gesteine, dass der Mond zwar eine starke magnetische Aktivität erfuhr, dies jedoch ein flüchtiges Phänomen und kein dauerhaftes Merkmal seiner frühen Entwicklung war. Die bevorstehenden Artemis-Missionen versprechen, die Lücken in unserem Wissen zu schließen und alle verbleibenden Unsicherheiten zu beseitigen.
