Eine geheimnisvolle verborgene Kraft erzeugt Wasser auf dem Mond

Schon seit Längerem ist bekannt, dass es auf dem Mond Wasser in Form von Eis geben soll. Das Verständnis über dessen Menge und Verteilung ist für Astronomen von entscheidender Bedeutung, um zu verstehen, wie das Wasser auf dem Mond entstanden ist und wie dieses künftig erforscht werden kann.

Eine aktuelle Entdeckung von Forschern der University of Hawaii liefert nun neue Erkenntnisse, die dazu beitragen, den Ursprung des Wassereises zu erklären.

Wenn Sonnenstrahlen Wasser erzeugen

Eine Schlüsselrolle spielen demnach hochenergetische Elektronen, die von Sonne und Erde zum Mond geschleudert werden, erklären die Planetenforscher um Shuai Li in ihrer Studie. Ihren Ursprung haben die Teilchen einerseits in der Sonne. Andererseits stammen sie aus der Magnetosphäre der Erde, jener Umgebung, die vom Magnetfeld der Erde ausgeht und den blauen Planeten vor kosmischer Strahlung und zu intensiver Sonnenstrahlung schützt.

Anders als die Atmosphäre – die Lufthülle der Erde – handelt es sich bei der Magnetosphäre weniger um eine Kugel, sondern um eine eher längliche Tropfenform mit einem langen Schweif auf der sonnenabgewandten Seite. Dieser Schweif ist um ein Vielfaches länger als die Entfernung Erde – Mond, sodass letzterer ihn regelmäßig durchqueren muss.

Sowohl Sonnenwinde als auch Teilchen aus der Magnetosphäre sorgen auf dem Mond ihrerseits für einen Verwitterungsprozess. Damit könne sie die Bildung von Wasser auf der Mondoberfläche unterstützen. Bisherige Forschungen behandelten jedoch vor allem die Verwitterung. Zudem machte man hauptsächlich die Teilchen der Sonne für die Wasserbildung auf Mond verantwortlich. Neue Erkenntnisse zeigen jedoch, dass auch dann Wasser gebildet wird, wenn die Erde zwischen Sonne und Mond steht und die Sonnenwinde abschirmt.

Die Magnetosphäre rund um unseren Planeten schützt die Erde vor kosmischer und Sonnenstrahlung. Foto: NASA

Mond-Labor widerspricht gängiger Theorie

In vorangegangenen Arbeiten zeigte Li, dass Sauerstoff im Magnetschweif den Mond rosten lässt. Darauf aufbauend beschäftigt sich die Mitte September in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ erschienene Studie mit den Veränderungen der Oberflächenverwitterung, wenn der Mond den Magnetschweif der Erde durchquert. Und es gibt eine Besonderheit: Der Magnetschweif ist nicht identisch mit dem Erdschatten. Somit ist der Mond in diesem Bereich zwar fast vollständig vom Sonnenwind, nicht aber vom Licht der Sonne abgeschirmt.

„Dies ist ein natürliches Labor für die Untersuchung der Entstehungsprozesse von Wasser auf der Mondoberfläche“, sagt Li. „Wenn sich der Mond außerhalb des Magnetschweifs befindet, wird die Mondoberfläche mit Sonnenwind bombardiert. Innerhalb des Magnetschweifs gibt es fast keine Protonen des Sonnenwinds. Daher wurde erwartet, dass die Wasserbildung fast auf null sinkt.“

Um diese Hypothese zu prüfen, analysierten Li und seine Mitautoren Daten der indischen Mondmission Chandrayaan-1 aus den Jahren 2008 und 2009. Speziell interessierten sie sich für Daten des Moon Mineralogy Mapper und die Veränderung der Wasserbildung im Magnetschweif.

Zu meiner Überraschung zeigten die Beobachtungen, dass die Wasserbildung im Erdmagnetschweif fast identisch ist mit der Zeit, in der sich der Mond außerhalb des Erdmagnetschweifs befand“, so Li.

Rostige Mondpole

Der Prozess der Wasserentstehung hängt damit nicht zwingend mit dem Sonnenwind zusammen. Oder um es anders zu formulieren: „Dies deutet darauf hin, dass es im Magnetschweif zusätzliche Bildungsprozesse oder neue Wasserquellen geben könnte.“ Insbesondere die Bestrahlung durch hochenergetische Elektronen zeige ähnliche Effekte wie die Sonnenwindprotonen, so Li. Weiter sagte er:

„Insgesamt deuten dieser Befund und meine früheren Erkenntnisse über rostige Mondpole darauf hin, dass Mutter Erde in vielen unerkannten Aspekten eng mit ihrem Mond verbunden ist.“

Ob es weitere Einflüsse gibt, möchte Li zukünftig erforschen. Eine Mondmission im Rahmen des Artemis-Programms der NASA solle die Wasserbildung an den Polen längerfristig überwachen. Daraus erhofft sich der Forscher neue Erkenntnisse über Plasmaumgebung und Wassergehalt in unterschiedlichen Mondphasen.