Welche neuen Geheimnisse birgt der Mond nach dem „Chang’e-Stein“?

Der 9. September 2023 markiert den ersten Jahrestag der Entdeckung eines neuen Mondminerals, des Chang'e-Steins, durch chinesische Wissenschaftler in den von Chang'e-5 gesammelten Mondbodenproben. „Chang’e Stone“ ist das sechste neue Mineral, das von Menschen auf dem Mond entdeckt wurde, und mein Land ist das dritte Land der Welt, das ein neues Mineral auf dem Mond entdeckt hat.

„Chang’e Stone“ ist ein Phosphatmineral, das in Mondbasaltpartikeln vorkommt. Zu den damit verbundenen Mineralien gehören Fayalit, Klinopyroxen, Ilmenit, Calciumfeldspat, Baddeleyit, Quarz, Troilit und Glas. Die Entdeckung des „Chang’e-Steins“ erweitert nicht nur die der Menschheit bekannten Arten von Mondmineralien, sondern schlägt – was noch wichtiger ist – ein neues Kapitel in der Mondgeologieforschung auf und liefert wichtige Hinweise für die spätere Forschung zur Entstehung und Entwicklung des Mondes. Welche neuen Forschungsfortschritte haben Wissenschaftler im vergangenen Jahr auf dem Mondboden erzielt? Auf welche neuen Entdeckungen darf man sich freuen?

Mondbodenpartikel unter dem Mikroskop

Erstens haben Wissenschaftler ein wichtiges „Reservoir“ für Wasser auf der Mondoberfläche bestätigt. Chinesische Wissenschaftler untersuchten und analysierten die Mondbodenproben von Chang'e-5 mithilfe von Infrarotspektroskopie und Nanoionensonden und entdeckten, dass sich in der Oberflächenschicht der Mineralien von Chang'e-5 große Mengen an Wasser befinden, das vom Sonnenwind stammt. Sie schätzten, dass der Wassergehalt, der durch die Protoneneinspritzung des Sonnenwinds in den Mondboden von Chang'e-5 gelangte, mindestens 170 ppm beträgt, was mindestens 170 Gramm Wasser pro Tonne Mondboden entspricht. Diese Studie bestätigt, dass Mineralien auf der Mondoberfläche ein wichtiges „Reservoir“ für Wasser sind. Die spätere Entdeckung von „Wasserreservoirs“ auf der Mondoberfläche kann eine wichtige Unterstützung für die menschliche wissenschaftliche Forschung, Erkundung und Ressourcenentwicklung auf dem Mond darstellen und kann auch Ressourcengarantien für den zukünftigen Bau von Mondbasen, die Landung des Menschen auf dem Mond und den Aufenthalt auf dem Mond durch „Verwendung lokaler Materialien“ bieten.

Später deckten Wissenschaftler das Geheimnis der Entstehung junger Vulkane auf dem Mond auf. Durch die Untersuchung von Basalt in den Mondproben von Chang'e-5 haben chinesische Wissenschaftler bestätigt, dass die vulkanische Aktivität auf dem Mond möglicherweise bis vor zwei Milliarden Jahren angehalten hat. Dies hat das menschliche Verständnis der Magmaaktivität und der Geschichte der thermischen Entwicklung des Mondes erweitert. Die Studie ergab, dass das ursprüngliche Magma des Chang'e-5-Basalts einen höheren Kalzium- und Titangehalt aufweist. Es wird spekuliert, dass dies daran liegen könnte, dass das Quellgebiet höher monokline Pyroxen-Ilmenit-Haufenkristalle enthält, die im Spätstadium des Magmaozeans entstanden sind, was zu einem niedrigeren Schmelzpunkt des Mondmantels führt und die Bildung junger Vulkane induziert. Diese Forschungsarbeit quantifizierte den thermischen Entwicklungsprozess der langsamen Abkühlung des Mondinneren, lieferte eine neue Erklärung für das wichtige wissenschaftliche Problem der „Entstehung junger Mondvulkane“ und wird das Verständnis der Menschen für die Entstehung und Entwicklung des Mondes vertiefen.

Wissenschaftler haben außerdem das Geheimnis der 800 Millionen Jahre langen Lebensdauerverlängerung des Mondes gelüftet. Der Mond entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, seine Masse beträgt jedoch nur etwa 1 % der Erdmasse. Theoretisch sollte ein so kleiner Himmelskörper schnell abkühlen, seine vulkanische Aktivität frühzeitig einstellen und zu einem toten Planeten werden.

Mondbasalt ist Magma, das durch teilweises Schmelzen des Mondmantels entsteht, durch Vulkanausbrüche ausbricht und dann auf der Mondoberfläche abkühlt und kristallisiert, wodurch Gestein entsteht. Es bietet ein wichtiges Fenster zum Verständnis der Zusammensetzung und Entwicklung der Materialien des Mondmantels. Der junge Basalt, der von Chang'e-5 meines Landes zurückgebracht wurde, bietet eine direkte Probenforschungsmöglichkeit zur Abschätzung der Intensität späterer Vulkanausbrüche auf dem Mond. Die Ergebnisse zeigen, dass es in der späten Mondperiode vor etwa 2 Milliarden Jahren noch zu großflächigen Magmaausbrüchen kam. Betrachtet man die Forschungsergebnisse im Kontext der gesamten Geschichte der Vulkanausbrüche auf dem Mond, stellt man fest, dass das Ausmaß der Vulkanausbrüche auf dem Mond nicht, wie angenommen, kontinuierlich vom Frühstadium zum Spätstadium abnimmt, sondern in Form von intermittierenden Ausbrüchen. Diese Studien haben die bisher bekannte geologische Lebensdauer des Mondes um etwa 800 Millionen Jahre verlängert und das traditionelle Verständnis der Mondentwicklung aufgefrischt.

Darüber hinaus haben chinesische und britische Wissenschaftler im März 2023 den Wassergehalt der Einschlagglasperlen in den Mondproben von Chang'e-5 gemessen und festgestellt, dass der Wassergehalt der Glasperlen vom Rand zur Mitte hin allmählich abnimmt. Im Mai 2023 entdeckten chinesische Wissenschaftler Mondglasmaterialien verschiedener Art und unterschiedlicher Herkunft und fanden im Mondboden von Chang'e-5 erstmals natürliche Glasfasern. Im Juli 2023 untersuchten chinesische Wissenschaftler wichtige wissenschaftliche Fragen wie die Wärmedämmung und Scherfestigkeit von Mondbodenproben und bestätigten die Machbarkeit der Verwendung von Mondboden zur Verarbeitung und Herstellung von Glasbaumaterialien auf der Mondoberfläche, was als Referenz für zukünftige Mondrover, den Bau wissenschaftlicher Forschungsstationen, bemannte Monderkundungen und andere Missionen dient ... Diese Forschungsergebnisse werden den zukünftigen Monderkundungsmissionen meines Landes aus verschiedenen Blickwinkeln dienen.

Kann Mondboden für den landwirtschaftlichen Anbau genutzt werden? Kann man mit Monderde ein Haus bauen? Kann der Mond Ressourcen für das Überleben der Menschheit liefern? Kann der Mond die erste Station für den bemannten Weltraumtourismus werden? ...Die Forschung am Mondboden wird noch immer intensiv betrieben und wird der Menschheit sicherlich noch weitere Geheimnisse des Mondes enthüllen. (Autor: Fan Shanshan, Bildquelle: CNNC, Checkpoint-Experte: Jiang Fan, stellvertretender Direktor des Wissenschafts- und Technologieausschusses der China Aerospace Science and Technology Corporation)