Galt unser Mond noch bis vor wenigen Jahren als schon von jeher staubtrockene Ödnis, so hat sich das Bild des Erdtrabanten innerhalb weniger Jahre massiv gewandelt. Eis in immerdunklen Mondkratern gefrorenes und im Mondboden gebundenes Wasser von der Menge ganzer Ozeane gilt mittlerweile als erwiesen, sowie ein einstiges Magnetfeld gelten mittlerweile als nachgewiesen. Jetzt zeigt eine aktuelle Studie von NASA-Wissenschaftlern, dass der Mond früher sogar eine mehrere Millionen Jahre währende dichte Atmosphäre besaß.
© NASA MSFC
Künstlerische Darstellung des frühen Mondes aus dessen mit Lava gefüllten Becken Gase austreten und eine sichtbare Atmosphäre bilden.
Huntsville (USA) - Wie Dr. Debra H. Needham vom Marshall Space Flight Center der NASA und Dr. David A. Kring von der Universities Space Research Association (USRA) und des Lunar and Planetary Institute (LPI) aktuell im Fachjournal Earth and Planetary Science Letters (DOI: 10.1016/j.epsl.2017.09.002) berichten verfügte der frühe Mond über eine Atmosphäre, die vor drei bis vier Milliarden Jahren durch intensive vulkanischen Eruptionen erzeugt wurde, die Gase schneller ausstießen, als dass diese ins All entweichen konnten.

Noch heute sind der vulkanische Basalt, der die großen Einschlagsbecken anfüllte deutlich als dunkle Flächen auf der Mondoberfläche in Form der ausgedehnten, sogenannten Mare zu erkennen. Eine Analyse von Gesteinsproben aus diesen lunaren Tiefebenen, wie sie während der Apollo-Missionen gesammelt werden konnten zeigt, dass die einstige Magma Gase wie Kohlenmonoxid, Wasser, Schwefel und andere flüchtige Stoffe beinhaltete.

Needham, Kring und Kollegen haben nun die Menge der damals aus der Mondlava ausströmenden Gase errechnet, als diese über die junge Mondoberfläche floss und dabei ermittelt, dass sich diese in einer, wenn auch vergänglichen, Atmosphäre bilden konnte.

Demnach war diese Mondatmosphäre am dichtesten, als auch die vulkanische Aktivität des Mondes vor rund 3,5 Milliarden Jahren ihren Höhepunkt erreicht hatte. Zu dieser Zeit war der Mond unserer Erde noch deutlich näher und erschien drei mal größer am Nachthimmel als heute. Die Atmosphäre, so schlussfolgern die Wissenschaftler weiter könnte damals ganze 70 Millionen Jahre gehalten haben, bevor sie wieder ins All verloren ging.

Die beiden größten Eingaben in die Mondatmosphäre stellten laut der Studie jene Ausbrüche dar, die vor rund 3,8 und 3,5 Milliarden Jahren die Ebenen Serenitatis und Imbrium füllten, wie sie von den Astronauten der Apollo-Missionen 15 und 17 untersucht und beprobt werden konnten.
© Debra Needham
Karte der basaltischen, einst Gase emittierenden Lava auf der erdzugewandten Seite des Mondes.
"Die Menge an H2O, die während der Befüllung der Mare freigesetzt wurde, entsprach dem Zweifachen der Wassermenge des Lake Tahoe (150,7 Kubikkilometer x 2). Obwohl ein Vielfaches dieses Wasserdampfs unmittelbar ins All verloren ging, könnte ein großer Anteil davon seinen Weg zu den Mondpolen gefunden und hier die heute noch vorhandenen Wassereislager in den immerdunklen Kratern gebildet haben. Dann würde dieses Mondeis ursprünglich also auch aus dem Innern des Mondes selbst stammen."

Die auf diese Weise errechnete Menge an in den Mondkratern erhaltenem Wassereis könnte damit erstmals eine quantifizierte nützliche Einschätzung der auf dem Mond durch direkten Abbau erreichbaren Wassermengen für zukünftige Mondstationen darstellen.

"Unsere Ergebnisse verändern unser Bild vom Mond als luftlosem Felsbrocken hin zu einem Körper, der einst von einer Atmosphäre umgeben war, die dichter war als die des heutigen Mars", stellt Kring abschließend fest.