Weltall: Mond-Dynamo war eine Milliarde Jahre länger aktiv
Eine Gesteinsprobe von der Mondmission „Apollo 15“ gibt neuen Einblick in die Entwicklung des Magnetfeldes des Erdtrabanten.
Der Mond hat mindestens eine Milliarde Jahre länger als bislang angenommen ein Magnetfeld besessen. Das zeigt die Untersuchung einer Gesteinsprobe der Mission „Apollo 15“ aus dem Jahr 1971 durch amerikanische Forscher. Die langsame Abkühlung müsse im Inneren des Erdtrabanten zu Magma-Strömungen geführt haben, die für unerwartet lange Zeit einen Dynamoeffekt angetrieben haben, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Science Advances“.
Mond war der Erde einst viel näher
„Die Idee, dass die Magnetfelder von Planeten und Monden durch die Bewegung von flüssigen Metallen verursacht werden, ist einige Jahrzehnte alt“, erläutert Benjamin Weiss vom Massachusetts Institute of Technology. Unklar sei jedoch, was jeweils diese Bewegungen im Inneren der Himmelskörper antreibe – insbesondere beim Trabanten der Erde. „Aufschluss darüber können wir erhalten, wenn wir wissen, wie lange dieser Dynamo in Betrieb war.“
Nach seiner Entstehung vor vier Milliarden Jahren kreiste der Mond zunächst auf einer viel engeren Bahn um die Erde. Die damit verbundenen starken Gezeitenkräfte könnten damals den flüssigen Kern des Mondes in Bewegung gesetzt und so für die Entstehung eines Magnetfeldes gesorgt haben. Tatsächlich zeigen drei bis vier Milliarden Jahre alte Gesteinsproben vom Mond, dass der Erdtrabant damals ein etwa 100 Mikrotesla starkes Magnetfeld besessen hat. Vor drei Milliarden Jahren jedoch war die Entfernung des Mondes von der Erde so stark angewachsen, dass dieser Dynamo und damit auch das Magnetfeld offenbar zusammenbrachen.
Junges Mondgestein enthält magnetische Partikel
„Unser Problem war bislang, dass wir nur wenige Gesteinsproben vom Mond haben, die jünger als drei Milliarden Jahre sind“, sagt Weiss. Jetzt stießen Weiss und seine Kollegen jedoch auf einen Glücksfall: Die Gesteinsprobe 15498 von Apollo 15 erwies sich mit einem Alter von ein bis 2,5 Milliarden Jahren als erheblich jünger und enthielt zudem magnetische Partikel, die das Magnetfeld bei der Entstehung des Gesteins aufgezeichnet hatten. Der Felsbrocken entstand durch Einschlag eines Asteroiden. Die Energie des Einschlags schmolz das Gestein und fror beim Erstarren das damalige Magnetfeld in seinem Inneren ein.
Der Mond muss beim Entstehen des Gesteins immer noch ein Magnetfeld mit einer Stärke von fünf Mikrotesla besessen haben, zehnmal schwächer als das heutige Magnetfeld der Erde. Weiss und seine Kollegen vermuten, dass im Inneren des Mondes heiße Materie aufgestiegen und kalte Materie abgesunken ist, ganz ähnlich wie in einer Lavalampe. „Wir nehmen heute an, dass so der Dynamo der Erde funktioniert“, so Weiss. „Warum soll es also nicht auch beim Mond so gewesen sein?“ Die Forscher hoffen nun, noch jüngere Gesteinsproben zu finden, um zu untersuchen, wie lange der Dynamoeffekt aktiv war. Heute hat der Mond kein Magnetfeld mehr.
Rainer Kayser