Ein ausgedehntes Risssystem auf dem Mond?

Inhalt

• Schwerkraftkarten enthüllen uralte Risse
• Eine Aufprallstruktur oder ein rissbegrenztes Becken?
• Wie die GRAIL-Satelliten funktionieren
• Entdeckt durch Schwerkraftkartierung
• Oceanus Procellarum wurde nicht durch Aufprall gebildet
• Verstehen, was Sie nicht direkt beobachten können

Abbildung 1: Eine künstlerische Vorstellung davon, wie die Risse, die eine Grenze um Oceanus Procellarum bilden, ausgesehen haben könnten, als sie mit Lava überflutet waren. Bildnachweis: NASA / Colorado School of Mines / MIT / JPL / GSFC.

Schwerkraftkarten enthüllen uralte Risse

Neue Schwerkraftkarten, die unter Verwendung von Daten des NASA-Raumfahrzeugs GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) erstellt wurden, zeigen, dass Oceanus Procellarum, die größte Mondstute, nicht von einem massiven Asteroideneinschlag gebildet wurde. Stattdessen ist es ein Gebiet, das von Lava aus einem ausgedehnten Risssystem überflutet wurde (Abbildung 1). Diese Entdeckung scheint die geologische Geschichte für die nahe Seite des Mondes neu zu schreiben.

Figur 2: Bild der nahen Seite des Mondes vom Galileo-Raumschiff, das den dunklen Oceanus Procellarum zeigt, der sich über den nordwestlichen Quadranten erstreckt. Bildnachweis: NASA / JPL.

Eine Aufprallstruktur oder ein rissbegrenztes Becken?

Oceanus Procellarum ist eine große Mondstute mit einem unregelmäßigen Umriss, der den nordwestlichen Quadranten der nahen Seite des Mondes überspannt. Es ist eines der größten Merkmale auf dem Mond, mit einer relativ flachen Oberfläche und einer Breite von ungefähr 1.800 Meilen (Abbildung 2).

Mitte der 1970er Jahre befürworteten viele Mondforscher die Theorie, dass Oceanus Procellarum durch einen enormen Asteroideneinschlag hervorgerufen wurde. Die Auswirkungen wären früh in der Geschichte der Monde aufgetreten, da die Lavaströme in Oceanus Procellarum über 3 Milliarden Jahre alt sind.

Ein so großer Asteroid wäre in die Mondkruste eingedrungen und hätte einen runden Krater hervorgebracht, der schnell mit Lava aus dem Inneren des Mondes überschwemmt worden wäre. Während der 3 Milliarden Jahre nach dem Einschlag wurde angenommen, dass die runde Form des Kraters durch spätere Einschläge, Auswürfe, Lavaströme und andere Aktivitäten verdeckt wurde.

Neuere Gravitationskartierungen mit Daten von NASAs GRAIL-Raumfahrzeugen legen einen neuen Ursprung für die größte Mondstute nahe. Die Ränder von Oceanus Procellarum scheinen von einem ausgedehnten Risssystem begrenzt zu sein. Vor über 3 Milliarden Jahren verursachten diese Risse einen Lavagang, der das Gebiet des heutigen Oceanus Procellarum überflutete und die heute relativ glatte Oberfläche erzeugte (Abbildung 3).

Figur 3: Das Rot in diesem Bild stellt das Muster der Rifting um Oceanus Procellarum dar, das durch Schwerkraftanomalien aus der GRAIL-Mission (Gravity Recovery and Interior Laboratory) abgeleitet wurde. Es wird angenommen, dass dieser rechteckige Umriss das Überbleibsel eines Risssystems ist, das Magma an die Oberfläche der Mondnähe abgibt und tief liegende Gebiete mit Lava überflutet. Der rechteckige Umriss unterscheidet sich vom kreisförmigen Umriss, der für eine Asteroiden-Aufprallstruktur erwartet wird. Das Muster ähnelt Brüchen, die sich in Materialien als Reaktion auf thermische Beanspruchung entwickeln. Bildnachweis: Ernie Wright, NASA Scientific Visualization Studio. Karte vergrößern.

Wie die GRAIL-Satelliten funktionieren

Die NASA-Mission GRAIL bestand aus zwei Satelliten, die den Mond in einer Höhe von etwa 55 Kilometern umkreisten. Sie sammelten Schwerkraftmessungen, die Dichteunterschiede im Monduntergrund sowie die Dicke der Mondkruste aufdecken konnten.

Die Satelliten flogen in enger Formation. Während sie mit größerer und kleinerer Schwerkraft über Gebiete des Mondes fuhren, wurde der Abstand zwischen den Satelliten durch die Stärke der Anziehungskraft der Monde verändert. Diese Abstandsänderungen wurden dann verwendet, um Karten der Schwerkraft und der Krustenstärke des Mondes zu erstellen (Abbildung 4).

GRAIL-Satelliten: Künstlerversion der zwei GRAIL-Satelliten, die den Mond umkreisen, Gravitationsdaten sammeln und zur Erde zurücksenden. Bild von NASA / JPL-Caltech.

Figur 4: Karten der Bouguer-Schwerkraft und der Krustenstärke der nahen Seite des Mondes. Die Schwerkraftkarte zeigt die Positionen der Einschlagskrater und der abgeleiteten Risssysteme. Die Krustenstärkenkarte zeigt eine sehr dünne Kruste unter offensichtlichen Aufprallstrukturen, aber eine Kruste mit unregelmäßiger Dicke unter Oceanus Procellarum. Bildnachweis: NASA Scientific Visualization Studio.

Abbildung 5: Bouguer-Schwerkraftkarte der nahen Seite des Mondes. Die Schwerkraftmerkmale des abgeleiteten Risssystems können als rotes Rechteck gesehen werden, das den Oceanus Procellarum grob umreißt. Bildnachweis: NASA Scientific Visualization Studio.

Entdeckt durch Schwerkraftkartierung

Das haben Forscher in den GRAIL-Daten getan und nicht gefunden:

1) Sie fanden Gravitationsmerkmale, die auf ein vergrabenes Rift-System hindeuten, das einen rechteckigen Umriss um den Oceanus Procellarum bildet (die Position dieses vorgeschlagenen Rift-Systems ist in Abbildung 3 rot dargestellt).Der rechteckige Umriss des Risssystems entspricht weitgehend der aktuellen Form von Oceanus Procellarum und unterscheidet sich von dem, was als Reaktion auf einen Asteroideneinschlag zu erwarten wäre. Die Gravitationsmerkmale, von denen angenommen wird, dass sie Risse sind, sind auf der Gravitationskarte ebenfalls in roter Farbe zu sehen (Abbildung 5).

2) Sie fanden deutliche kreisförmige Gravitationsmerkmale unter allen augenscheinlich großen Einschlagskratern des Mondes (diese erscheinen als kreisförmige rote Merkmale in Abbildung 4).

3) Sie fanden unter Oceanus Procellarum kein ähnliches kreisförmiges Gravitationsmerkmal. Stattdessen deuteten die Schwerkraftwerte auf eine Kruste mit variabler Dicke in diesem Bereich hin (Abbildung 4).

Oceanus Procellarum wurde nicht durch Aufprall gebildet

Die Schwerkraftdaten der GRAIL-Mission scheinen die Aufprallbildungstheorie für Oceanus Procellarum zunichte zu machen. Stattdessen unterstützt es eine Formation, die durch Flutbasalte aus einem massiven Risssystem erzeugt wird.

Verstehen, was Sie nicht direkt beobachten können

Diese neue Idee für die Bildung von Oceanus Procellarum basiert auf remote gesammelten Informationen. Es kann richtig sein oder verworfen werden, wenn neue Ideen oder Informationen verfügbar werden. Selbst wenn ein Team von Menschen den Mond besuchte und Bohrungen oder seismische Daten über Oceanus Procellarum sammelte, wäre ihre Fähigkeit, diese Theorie zu verbessern, möglicherweise nicht möglich. Die Antwort ist schwer zu "wissen", da die verfügbaren Daten immer fragmentarisch sind und interpretiert werden können.