Der Mond in einer Wiege? Chang'e 5 "bringt" das Geheimnis der frühen Bildung der Mondkruste zurück

Autor Li Chuanfu

Am 27. Juli 2024 lieferte eine bahnbrechende Studie eines Forschungsteams unter der Leitung von Professor Wang Shuijiong von der China University of Geosciences (Peking) und inländischen Partnern eine neue Perspektive für unser Verständnis der Frühgeschichte des Mondes.

Durch eine eingehende Analyse der von der Chang'e-5-Mission mitgebrachten Mondbodenproben entdeckten Wissenschaftler in einem Stück Plagioklas-Gesteinsfragment erste Schmelzen, die denen der magnesiumhaltigen Gesteinsabfolge ähnelten. Diese Entdeckung liefert einen direkten petrografischen Beweis für die gleichzeitige Bildung des Muttermagmas des Mondplagioklas und der magnesiumhaltigen Gesteinsgruppe. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Communications Earth and Environment veröffentlicht und enthüllen wichtige Zusammenhänge in der frühen Entwicklung des Mondes.

Die Entstehung des Mondes kann auf ein gewaltiges Einschlagsereignis vor etwa 4,5 Milliarden Jahren zurückgeführt werden. Dem klassischen Magmaozeanmodell zufolge durchlief die frühe Bildung und Entwicklung der Mondkruste zwei Hauptphasen. In der ersten Phase, als der Magmaozean abkühlte, trieb Plagioklas nach und nach an die Oberfläche und sammelte sich, um die ursprüngliche Mondkruste zu bilden. Später, nachdem der Magmaozean erstarrt war, drehte sich der Mondmantel um und schmolz erneut, wodurch ein magnesiumhaltiger Mantel entstand, der zu einer Umformung der Mondkruste führte.

Chronologische Untersuchungen zeigen, dass die Entstehungszeit von Anorthit- und Magnesiumgesteinsgruppen nahezu identisch ist. Dies lässt darauf schließen, dass die Bildung und Umformung der Mondkruste ein kontinuierlicher Evolutionsprozess sein könnte. Der genaue Mechanismus dieses Prozesses war jedoch schon immer ein ungelöstes Rätsel.

In dieser neuesten Studie führte das Forschungsteam geochemische und thermodynamische Simulationsberechnungen zu den Schmelzen in den Mondbodenproben von Chang'e-5 durch. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das ursprüngliche Magma der magmatischen Abfolge möglicherweise aus der Schmelze des orthopyroxenreichen oberen Mondmantels stammt, der Plagioklas enthält, und nicht aus der Dekompressionsschmelze des olivinreichen unteren Mondmantels, wie traditionell angenommen. Basierend auf dieser Entdeckung entwickelten die Forscher eine neue Sichtweise: Die Bildung der Mondkruste war ein kontinuierlicher Prozess.

Während der Abkühlung des Mondmagmaozeans entstand die Plagioklas-Mondkruste. Aufgrund der Gravitationsinstabilität verursachte die hochdichte Ilmenitkristallschicht eine kleinräumige Umwälzung des oberen Mondmantels. Durch diesen Umsturz stieg die Orthopyroxenschicht im oberen Mondmantel auf und vermischte sich mit Plagioklas, wodurch der Quellbereich der Magnesian-Suite entstand. Mit der Zeit löste das anhaltende Absinken und die Ansammlung von Ilmenitkristallen schließlich eine großflächige Mantelumwälzung aus, die zu einer Dekompressionsschmelze des olivinreichen unteren Erdmantels und zur Bildung einer relativ jungen magnesiumhaltigen Muttermagma führte.

Diese Studie liefert uns nicht nur ein neues Verständnis der frühen Entwicklung des Mondes, sondern zeigt auch, dass das Schmelzen des Mondmantels eine Brücke zwischen der Bildung der ursprünglichen Mondkruste und der Umformung der Mondkruste darstellt. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für unser Verständnis der geologischen Geschichte des Mondes und für vergleichende Planetenstudien des Mondes und anderer Himmelskörper. Durch weitere Forschungen und Analysen von Mondproben hoffen wir, weitere Geheimnisse über die Entstehung und Entwicklung des Mondes zu lüften und eine wissenschaftliche Grundlage für die zukünftige Erforschung und Nutzung des Mondes durch den Menschen zu schaffen.

Durch diese Forschung werden wir erneut Zeuge der Macht wissenschaftlicher Forschung. Es sind diese unermüdlichen Anstrengungen und innovativen wissenschaftlichen Methoden, die es uns ermöglichen, die Grenzen von Zeit und Raum zu überwinden und die Geheimnisse des Universums zu erforschen. Da es sich um unseren nächsten himmlischen Nachbarn handelt, bereichert die Erforschung des Mondes nicht nur unser Verständnis der Welt außerhalb der Erde, sondern liefert uns auch wertvolle Daten für die Untersuchung der frühen Geschichte des Sonnensystems. Angesichts des Fortschritts in Wissenschaft und Technik und der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Detektionstechnologie freuen wir uns auf weitere Entdeckungen in der Zukunft, die einen Teil des Mysteriums des Mondes enthüllen und die Grenzen des menschlichen Verständnisses des Universums weiter erweitern werden.