Der Mond schrumpft ständig. Wird es auf die Größe einer Rosine schrumpfen?

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Autor: Denovo

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Jedes Jahr zum Mittherbstfest blicken wir nach oben und sehen den großen, runden Vollmond, der sich scheinbar nie verändert hat und uns still bewacht.

Was Sie jedoch vielleicht nicht wissen, ist, dass der Mond tatsächlich über Hunderte von Millionen Jahren hinweg langsam geschrumpft ist.

Bereits im Jahr 2010 stellte die NASA bei ihrer Analyse von Bildern des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) fest, dass mit der allmählichen Abkühlung des Mondinneren viele Überschiebungsfehler auf der Mondoberfläche auftraten, die auf die Schrumpfung des Mondes hindeuteten.

Machen Sie sich dennoch keine Sorgen, dass der Mond zu einer runzeligen Rosinenform schrumpft – Untersuchungen zeigen, dass der Gesamtdurchmesser des Mondes von etwa 3.474 Kilometern in den letzten paar hundert Millionen Jahren nur um etwa 50 Meter geschrumpft ist.

Der Mond schrumpfte zu einer Rosine

(Bildquelle: generiert durch die KI des Autors)

Die Struktur des Mondes

Warum schrumpft der Mond? Wir können mit der Struktur des Mondes beginnen.

Der Aufbau des Mondes lässt sich im Wesentlichen in drei Schichten unterteilen: die Mondkruste, den Mondmantel und den Mondkern. Die Mondkruste ist etwa mehrere zehn Kilometer dick und besteht hauptsächlich aus oxidreichen Gesteinen. Die Oberfläche ist mit einer Schicht Mondboden unterschiedlicher Dicke bedeckt, die aus Fragmenten und Staub besteht, die durch Meteoriteneinschläge entstanden sind.

Die Struktur des Mondes

(Bildquelle: Wikipedia)

Unter der Mondkruste befindet sich der etwa 1.000 Kilometer dicke Mantel, der hauptsächlich aus Silikatmineralien mit geringer Dichte und hoher Viskosität besteht.

Der Kern befindet sich im tiefsten Teil des Mondes und ist in einen äußeren und einen inneren Kern unterteilt. Der äußere Kern besteht vermutlich aus teilweise geschmolzenem Flüssigmetall, das hauptsächlich aus Eisen und Schwefel besteht, während der innere Kern aus festem Eisen besteht. Der Kern des Mondes ist relativ klein und macht weniger als 3 % seines Gesamtvolumens aus. Auf der Erde hingegen beträgt der Kern etwa 17 % seines Gesamtvolumens.

Mond

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Auch auf dem Mond kommt es zu Mondbeben

Da der Mondkern klein und seine thermische Aktivität begrenzt ist, gibt es auf der Mondoberfläche keine Plattenbewegungen und keine vulkanische Aktivität wie auf der Erde, aber auch auf dem Mond können erdbebenähnliche Phänomene auftreten!

Wir hören oft Nachrichten über Erdbeben im In- und Ausland. Erdbeben sind Naturphänomene, die durch die Ansammlung und plötzliche Freisetzung von Spannungen in der Erdkruste verursacht werden. Wenn die Gesteinsschichten in der Erdkruste durch die Bewegung tektonischer Platten allmählich Energie ansammeln und ihre Tragfähigkeitsgrenzen überschreiten, brechen oder verschieben sie sich plötzlich und setzen dabei große Energiemengen frei. Diese Energie breitet sich in Form seismischer Wellen aus und lässt den Boden beben.

Erdbeben ereignen sich typischerweise an Plattengrenzen, wie etwa Subduktionszonen, Transformstörungen oder Spreizungsrücken, wo die Bewegung der Gesteinsschichten am intensivsten ist. Die Intensität und Auswirkung eines Erdbebens hängen von der Menge der freigesetzten Energie und der Tiefe des Erdbebenherdes ab.

Auch auf dem Mond gibt es Erdbeben.

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Gibt es auf dem Mond Erdbeben? Ja, Mondbeben sind Erdbeben, die auf dem Mond auftreten. Sie ähneln Erdbeben auf der Erde, haben jedoch andere Ursachen und Eigenschaften.

Bisher wurden Hunderte von tiefen Mondbeben registriert, und zwischen 1969 und 1977 wurden 28 flache Mondbeben registriert. Tiefe Mondbeben werden durch die Gezeitenkraft der Erdanziehungskraft verursacht und ereignen sich auf dem Mond in Tiefen von 500 bis 700 Kilometern, oft in Gruppen.

Flache Mondbeben ereignen sich normalerweise 20 bis 30 Kilometer unter der Mondoberfläche und werden durch die Freisetzung von Spannungen in der inneren Struktur des Mondes verursacht. Flache Mondbeben treten zwar seltener auf als tiefe Mondbeben, haben aber ein größeres Ausmaß. Die Körperwellenstärke beträgt > 5,5 und der Spannungsabfall übersteigt 100 MPa. Das bedeutet, dass die bei Mondbeben freigesetzte Energie enorm ist. Weitere Ursachen für Mondbebenaktivität sind Meteoriteneinschläge oder die Landung einer Mondlandefähre. Es gibt auch eine Art thermisches Mondbeben, das mit der thermischen Ausdehnung und Kontraktion des Mondoberflächenmaterials zusammenhängt, die durch die Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht verursacht wird.

Die Abkühlung und Kontraktion des Mondes ist eine der Hauptursachen für Mondbeben, insbesondere wenn der Mondkern allmählich abkühlt, zieht sich die Mondkruste zusammen und es bilden sich Verwerfungen. Dieser Prozess wird flache Mondbeben mit einer Intensität von über 5 auf der Richterskala auslösen und lange anhalten. Im Gegensatz zu Erdbeben dauern Mondbeben länger. Flache Mondbeben können Stunden oder sogar einen ganzen Nachmittag andauern, da die Mondoberfläche relativ trocken und hart ist, ähnlich einer vibrierenden Stimmgabel.

Hätte der Mond Falten wie eine Rosine, wenn er schrumpfen würde?

Was die allmähliche Schrumpfung des Mondes betrifft, haben Wissenschaftler anhand seismischer Daten des Lunar Reconnaissance Orbiter und der Apollo-Missionen der NASA herausgefunden, dass die Abkühlung des Mondes zur Bildung Tausender Überschiebungen auf seiner Oberfläche geführt hat.

Eine Überschiebung ist eine Art von Verwerfung in der Geologie, die auftritt, wenn Gesteinsschichten zusammengedrückt werden, sodass ältere Schichten entlang der Verwerfungsebene über jüngere Schichten geschoben werden. Dieser Verwerfungstyp entsteht normalerweise in einer horizontalen oder nahezu horizontalen Spannungsumgebung und die Verwerfungsebene weist einen geringen Neigungswinkel auf (im Allgemeinen weniger als 30 Grad). Charakteristisch für eine Überschiebung ist, dass die Gesteinsschichten unter horizontaler Kompression eine erhebliche Verschiebung erfahren, was zu einer Verkürzung und Verdickung der Erdkruste führt.

Digitales Modell der Deckenstörung im erdseitigen Hochland des Mondes

(Bildquelle: Dokument 4)

Es ist hilfreich, Überschiebungen zu visualisieren, indem man sie mit den Falten einer Rosine vergleicht. Allerdings unterscheiden sie sich erheblich in ihrer Entstehung und ihrem Verhalten. Die Faltenbildung der Rosinen entsteht durch den Wasserverlust, der dazu führt, dass die äußere Schale schrumpft und ihr Volumen abnimmt, was zu einer faltigen Haut führt.

Bei einer Schubverwerfung werden geologische oder himmlische Gesteinsschichten horizontal zusammengedrückt und geschoben, was zu einer großflächigen Kompression und Verschiebung der Gesteinsschichten führt und so eine größere Verwerfungsfläche bildet. Diese Verwerfungen erscheinen oft als kleine, klippenartige Strukturen, ähnlich wie Treppen. Die Entstehung von Überschiebungen ist auf die allmähliche Ableitung von Wärme aus dem Inneren des Mondes und die Bildung von Verwerfungen in der Mondkruste während des Kontraktionsprozesses zurückzuführen. Dieser Prozess geht auch mit einer Faltenbildung und Rissbildung in der Mondkruste einher.

Deckenstörung in der Nähe des Südpols des Mondes

(Bildquelle: Dokument 3)

Diese Verwerfungen und die Kontraktion des Mondes stehen im Zusammenhang mit flachen Mondbeben und Studien haben gezeigt, dass diese flachen Mondbeben auf dem Mond lange, sogar bis zu mehreren Stunden, andauern können. Da die Mondoberfläche relativ trocken und dicht ist, können Vibrationen durch Mondbeben Erdrutsche entlang von Verwerfungen auslösen, insbesondere am Südpol des Mondes. Das Gebiet ist außerdem einer der möglichen Landeplätze für die Artemis-Mission der NASA, sodass seismische Aktivitäten ein potenzielles Risiko für die zukünftige Monderkundung und den Bau von Mondbasen darstellen könnten.

In einem neuen Artikel, der dieses Jahr im Planetary Science Journal veröffentlicht wurde, brachte das Team eine Reihe von Verwerfungen in der Südpolregion des Mondes mit einem der stärksten Mondbeben in Verbindung, das vor über 50 Jahren von den Apollo-Seismometern aufgezeichnet wurde. Die Forscher modellierten außerdem die Oberflächenstabilität der Antarktisregion und stellten fest, dass einige Gebiete besonders anfällig für Erdrutsche und Erdbeben sind. Einige dieser Gebiete liegen im Dauerschatten und enthalten möglicherweise Wassereisvorkommen, was sie zu wichtigen Zielen für künftige Erkundungen macht. Durch Mondbeben verursachte Erdrutsche können die Stabilität der Mondoberfläche beeinträchtigen und die Risiken künftiger Erkundungsmissionen erhöhen. .

Verteilung der Mondbeben am Südpol des Mondes

(Bildquelle: Dokument 3)

Abschluss

Der Schrumpfungsprozess des Mondes ist sehr langsam und äußert sich hauptsächlich durch Brüche und Falten auf der Mondoberfläche. Solche Veränderungen sind so geringfügig, dass sie die Schönheit des Vollmonds, den wir auf der Erde sehen, kaum beeinträchtigen. Daher können wir bei jedem Mittherbstfest den runden Mond mit innerer Ruhe genießen und die Ruhe und den Frieden erleben, die er mit sich bringt.

Quellen:

1. Goins, Neal Rodney, AM Dainty und MN Toksöz. „Mondseismologie: Die innere Struktur des Mondes.“ Journal of Geophysical Research: Solid Earth 86.B6 (1981): 5061-5074.

2. Nunn, Ceri, et al. „Mondseismologie: Eine Daten- und Instrumentenübersicht.“ Space Science Reviews 216.5 (2020): 89.

3. Watters, TR, et al. „Tektonik und Seismizität der südlichen Mondpolarregion.“ The Planetary Science Journal 5.1 (2024): 22.

4. Watters, Thomas R., et al. „Flache seismische Aktivität und junge Überschiebungen auf dem Mond.“ Nature Geoscience 12.6 (2019): 411-417.