Wissen Sie, woher der Osmanthusbaum auf dem Mond stammt?

Ich erinnere mich noch an die Nacht des Mittherbstfestes in meiner Kindheit, als eine kühle Brise wehte, ich Mondkuchen schlürfte und den Mond bewunderte. Mein Großvater erzählte mir die mythologische Geschichte von Wu Gang, der den Osmanthusbaum fällte. Ich schaute auf den Mond und war tief fasziniert von dem Osmanthusbaum, der auf keinen Fall gefällt werden konnte. Später erfuhr ich, dass es auf dem Mond keinen Guanghan-Palast, kein Chang'e und kein Jadekaninchen gibt und dass der seit der Antike gepriesene Osmanthusbaum in Wirklichkeit das Mondmeer ist. Man kann sagen, dass der Mond ein fast toter Ort in Schwarz, Weiß und Grau ist. Wissen Sie also, was der „Osmanthus-Baum“ auf dem Mond ist und woher er stammt?

Der "Osmanthus-Baum" ist eigentlich das Mondmeer

Da der Mond an die Gezeitengravitation der Erde gebunden ist, dreht er sich immer mit der gleichen Seite um die Erde. Die Rotationsperiode des Mondes entspricht seiner Umlaufperiode und beträgt 27,32 Tage. Die der Erde zugewandte Seite des Mondes wird als Vorderseite bezeichnet, die von der Erde abgewandte Seite als Rückseite. Der dunkle Bereich auf der Vorderseite ist das sogenannte Mondmeer („Osmanthus-Baum“), das seinen Namen trägt, weil man vor der Erfindung des Teleskops glaubte, es handele sich um einen Ozean auf dem Mond. Tatsächlich aber gibt es im Mondmeer keinen Tropfen Wasser!

Vorder- und Rückseite des Mondes weisen eine klare Dichotomie auf. Quelle: aus dem Internet adaptiert

Die Mondmeere bestehen aus dunklen Basaltebenen, die sich hauptsächlich auf der Vorderseite des Mondes konzentrieren und ein Sechstel der gesamten Mondoberfläche und ein Drittel der Vorderseite bedecken. Die Rückseite des Mondes besteht hauptsächlich aus hellem Plagioklas-Hochland, weist keine Mondmeere auf und ist mit dicht gepackten Einschlagkratern (oder Kratern) bedeckt. Beobachtungsergebnisse der Monderkundungsmission GRAIL der NASA zeigen, dass die Dicke der Mondkruste auf der Vorderseite 30 bis 40 Kilometer beträgt und die Dicke der Mondkruste auf der Rückseite 50 bis 60 Kilometer beträgt, was etwa 20 Kilometer dicker ist als die Vorderseite. Der Schwerpunkt des Mondes liegt auf der erdzugewandten Seite. Diese Asymmetrie kann durch die Schwerkraft der Erde verursacht werden.

Zusammenfassend zeigt der Mond eine klare „Dualität“: Die Vorderseite hat eine dünne Kruste, viele dunkle Mondmeere und viele tiefliegende Ebenen; Die Rückseite hat eine dicke Kruste, viel hellen Plagioklas und viele zerklüftete Hochebenen.

Schematische Darstellung der inneren Struktur des Mondes[1]

Der „Osmanthus-Baum“ wurde von einem Asteroiden geschaffen

Der Ursprung dieses „Osmanthus-Baums“ lässt sich auf 4,5 Milliarden Jahre zurückverfolgen. Im vorherigen Artikel haben wir darüber gesprochen, wie der Mond aus einer gewaltigen Kollision entstand und sich dann in einen wahren Feuerball verwandelte, wie ein Phönix, der aus der Asche wiedergeboren wurde. Nach Hunderten von Millionen Jahren kühlte er allmählich ab und verfestigte sich zu einem Gesteinsplaneten mit einer Kern-Mantel-Schale-Struktur.

Die Wiedergeburt des Phönix brachte der Welt jedoch keinen dauerhaften Frieden. Statistiken über Einschlagkrater auf der Mondoberfläche zeigen, dass vor etwa 3,9 Milliarden Jahren zahllose Asteroiden und Kometen den Mond bombardierten und dabei Einschlagkrater unterschiedlicher Größe bildeten. Dieses Ereignis wird als Late Heavy Bombardment (LHB)-Ereignis bezeichnet. Unter dem Bombardement der Asteroiden wurde durch hochfrequente Einschläge eine enorme Hitze erzeugt, die dazu führte, dass Basaltmagma aus dem Mondmantel an die Mondoberfläche aufstieg, die Einschlagkrater füllte und eine ausgedehnte Mondmeerebene – den „Osmanthus-Baum“ – bildete. Kurz gesagt: Der „Osmanthus-Baum“ entstand durch dunkel gefärbtes (dunkle Farbe, weil es magnesiumreiche Mineralien wie Olivinpyroxen enthält) Basaltmagma, das den Einschlagkrater füllte, und all dies wurde durch Asteroiden verursacht.

Warum treffen Asteroiden den Mond?

Tatsächlich kam es in den frühen Stadien der Entstehung des Sonnensystems sehr häufig zu Kollisionen zwischen Planetesimalen, und die Entstehung des Mondes durch eine gewaltige Kollision ist der beste Beweis dafür. Wenn jedoch Planeten entstehen und die Planetesimale in der Nähe ihrer Umlaufbahnen entfernt werden, sollte die Häufigkeit, mit der diese Planetesimale auf die Planeten treffen, schnell abnehmen. Was also war die Ursache für den plötzlichen Anstieg der Häufigkeit von Asteroideneinschlägen vor 3,9 Milliarden Jahren?

Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies höchstwahrscheinlich mit dem Migrationsverhalten einiger großer Planeten im frühen Sonnensystem zusammenhängt. Die Wechselwirkung massiver Gasplaneten (wie Jupiter und Saturn) mit der Planetesimalscheibe verursacht eine Umlaufmigration. Die Migration dieser Giganten in das innere Sonnensystem brachte das Gravitationsgleichgewicht in erheblichem Maße durcheinander und führte dazu, dass eine große Zahl kleiner Himmelskörper, die sich ursprünglich im Asteroidengürtel befanden, von ihren Umlaufbahnen abkamen. Dies löste das etwa 100 Millionen Jahre andauernde Ereignis des späten schweren Bombardements im inneren Sonnensystem aus.

Eine kurze Geschichte der Entstehung des Mondes[1]

Trafen die Asteroiden damals nur auf dem Mond ein?

Während dieses schweren Bombardements führten die Asteroiden einen eher wahllosen Angriff durch und alle erdähnlichen Planeten wurden brutal zerstört. Die von Kratern übersäte Oberfläche des Merkurs ist beispielsweise der beste Beweis, während Hinweise auf Asteroideneinschläge auf der Erde durch Plattentektonik, Vulkanaktivität und Erosion größtenteils ausgelöscht wurden.

Der Mond hat keine Atmosphäre und keine Plattentektonik. Die meisten der durch Asteroideneinschläge entstandenen Einschlagkrater unterschiedlicher Größe sind intakt erhalten geblieben und dokumentieren getreu die Asteroideneinschlagsereignisse während der gesamten Geschichte des Mondes. Darüber hinaus zeichnete sie die Injektion von Sonnenwindpartikeln und den Einschlag des Mikrometeoriten heimlich in einem kleinen Notizbuch auf.

Zufälligerweise ist die allgemein akzeptierte Ansicht in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, dass das erste Leben auf der Erde vor 3,8 Milliarden Jahren auftrat. Dies steht in hohem Maße im Einklang mit dem Zeitpunkt des Großen Bombardements und liefert Indizienbeweise für die Hypothese eines außerirdischen Ursprungs des Lebens auf der Erde.

Unter dem Einfluss von Asteroideneinschlägen wurde die Oberflächenschicht der frühen Erde mit geschmolzenem Gestein bedeckt. ┃ Bildquelle: Simone Marchi

Ich freue mich auf das neue Kapitel

In der Nacht des Mittherbstfestes bewundern wir poetisch den Mond und spüren, dass die Zeit friedlich und ruhig ist. Doch hinter seiner ruhigen Erscheinung verbirgt sich eine spannende Vergangenheit. Wäre der Mond ein Buch, wäre es eine fast 4,5 Milliarden Jahre alte Geschichte planetarischer Gewalt im Sonnensystem. Die Probenentnahmestelle Chang'e-5 meines Landes befindet sich im Nordwesten des Ozeans der Stürme auf der Vorderseite des Mondmeeres und stellt den bislang jüngsten Mondmeerbasalt dar. Die Erforschung der von Chang'e-5 vom Mond zurückgebrachten Proben wird diesem Geschichtsbuch sicherlich ein neues Kapitel hinzufügen!

Quellen:

[1] Moon, 2020, Tiandi Publishing House.

[2] Wieczorek et al. 2013. Science, 339(6120), 671–675.

[3] Morbidelli et al. 2005. Nature, 435(7041): 462–465.

[4] Gomes et al. 2005. Nature, 435(7041): 466–469.

[5] Abramov et al. 2009, Nature, 459 (7245): 419–422.

Über den Autor

Jiang Yun

Assoziierter Forscher am Labor für Astrochemie und Planetenwissenschaft, Purple Mountain Observatory, Chinesische Akademie der Wissenschaften. Forschungsrichtung: Petrologie, Mineralogie, Isotopengeochemie und Chronologie von Mars-, Mond- und Asteroidenmeteoriten.

Rotierender Chefredakteur: Du Fujun

Herausgeber: Wang Kechao