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MOND
Proben vom Mond enthalten Wasser
von Stefan Deiters
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10. Juli 2008

Dank eines neuen Verfahrens ist es Wissenschaftlern jetzt gelungen, winzige Spuren von Wasser in kleinen Glaskügelchen vulkanischen Ursprungs nachzuweisen, die von Astronauten der Apollo-Missionen zur Erde zurückgebracht wurden. Der Fund deutet darauf hin, dass bei der gewaltigen Kollision, durch die der Mond entstand, nicht alles Wasser verdampft ist. Es könnte sich also noch irgendwo auf dem Mond befinden. 

Proben vom Mond

In Proben vom Mond fanden Wissenschaftler nun winzige Spuren von Wasser. Bild: NASA / Brown University

Unser Mond ist, so die gängige Theorie, in der Frühzeit des Sonnensystems durch eine gewaltige Kollision eines Mars-großen Objektes mit der jungen Erde entstanden. Durch diesen ungeheuren Einschlag schmolzen beide Himmelskörper. Ein Teil ihrer Trümmer sammelte sich in einer Erdumlaufbahn. Aus ihnen entstand schließlich der Mond. Alle leicht flüchtigen Stoffe, so die bisherige Annahme, müssen bei diesem Szenario verdampft sein.

Seit die Astronauten der Apollo-Missionen der frühen 1970er Jahre Proben vom Mond zur Erde zurückgebracht haben, versucht man in Laboratorien die flüchtigen Bestandteile dieser Proben zu analysieren und hinter ihren Ursprung zu kommen. Man ist sich inzwischen sicher, dass es im Inneren des Mondes Schwefel sowie etwas Chlor, Fluor und Kohlenstoff geben muss, doch einen eindeutigen Beweis für das Vorkommen von Wasser hat man bislang nicht gefunden. Der Mond, so die Meinung der Wissenschaft, ist trocken.

Nun hat ein Forscherteam der amerikanischen Brown University, der Carnegie Institution for Science und der Case Western Reserve University eine der Apollo-Bodenproben vom Mond mit Hilfe einer neuen Methode analysiert. Dank des Verfahrens können in Glaskügelchen und Mineralien auch winzige Spuren von Wasser nachgewiesen werden. Über die Ergebnisse ihrer Untersuchungen berichtet das Team in der heutigen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature.

"In den vergangenen vier Jahrzehnten lag die Nachweisegrenze für Wasser in den Proben vom Mond bei bestenfalls 50 Teilchen pro Millionen", erläutert Erik Hauri von der Carnegie Institution, der das Analyseverfahren entwickelt hat. "Wir haben einen Weg gefunden, auch noch Wasser in den Proben nachzuweisen, wenn nur 5 Teilchen pro Millionen Teilchen enthalten sind. Wir waren wirklich überrascht, als wir in den kleinen Glaskügelchen deutlich mehr als das fanden, nämlich bis zu 46 Teilchen pro Millionen Teilchen."

In einer der kleinen Glaskugeln fanden die Forscher auch Hinweise auf die mögliche Geschichte des Wassers auf dem Mond. Sie entdeckten nämlich, dass der Anteil flüchtiger Stoffe vom Zentrum der Kügelchen bis zum Rand beständig abnimmt. Das Team deutet dies als Hinweis darauf, dass während der vulkanischen Aktivität rund 95 Prozent des Wassers verloren gegangen sein muss. Zu diesem Schluss kamen die Forscher mit Hilfe eines Modells, dass die Abkühlung des Materials in der Zeit nach dem Vulkanausbruch berechnete. Um die Ergebnisse des Modells mit den in den Proben gefundenen Anteilen der verschiedenen Stoffe in Übereinstimmung zu bringen, war ein Verlust von etwa 95 Prozent des Wassers nötig.

Während des Ausbruchs, so die Schlussfolgerung der Forscher müssen in dem Magma etwa 750 Teilchen pro Millionen Teilchen an Wasser gewesen sein. "Da man bislang angenommen hatte, dass es auf dem Mond überhaupt kein Wasser gibt, ist das schon ein bedeutender Schritt weg von früheren Abschätzungen", so Hauri. "Das könnte die faszinierende Schlussfolgerung zulassen, dass es im Inneren des Mondes ähnlich viel Wasser gab, wie im oberen Erdmantel. Aber viel faszinierender ist die Frage, wo die 95 Prozent des Wassers geblieben sind, die durch die Vulkane auf dem Mond freiwurden."

Da die Anziehungskraft des Mondes zu gering ist, um eine Atmosphäre zu halten, dürfte einiges von dem Wasser ins All entkommen sein. Ein Teil könnte aber auch zu den kalten Polen des Mondes gewandert und sich dort als Eis in schattigen Kratern abgesetzt haben. Über die Möglichkeit von Wasser an den Mondpolen war schon mehrfach spekuliert worden. Grundwasser dürfte es auf dem Mond hingegen nicht geben - außer vielleicht in ganz extremen Tiefen. Die Sonne erhitzt die Oberfläche des Mondes nämlich regelmäßig auf über 100 Grad Celsius.

"Außer dem schon faszinierenden Beweis für die Existenz von Wasser im Mondinneren hat diese Arbeit auch gezeigt, wie man durch die Zusammenarbeit von ganz unterschiedlichen Disziplinen zu ganz unerwarteten Ergebnissen kommen kann", fasst der Geologe Alberto Saal von der Brown University und Leiter der Studie, die Resultate zusammen. "Wer aus einer anderen Disziplin kommt, kann manchmal ganz neue Fragen stellen. Unsere Arbeit ist ein typisches Beispiel: Als ich vorschlug nach flüchtigen Bestandteilen in den Bodenproben vom Mond zu suchen, hielten das alle für Zeitverschwendung, weil man ja 'wusste', dass der Mond absolut trocken war."

Bislang waren die Wissenschaftler davon ausgegangen, dass das vermutete Wasser an den Polen des Mondes durch Einschläge von wasserreichen Meteoroiden oder Kometen auf den Erdtrabanten gelangt ist. Jetzt könnte zumindest ein Teil davon sich auch durch Vulkanausbrüche erklären lassen. Eine der Aufgaben der NASA-Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter, die noch in diesem Jahr starten soll, wird es sein, nach Beweisen für die Existenz von Wasser an den Mondpolen zu suchen. 

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