Dank einer neuen geologischen Karte der jüngsten großen Einschlagstelle des Mondes, dem Mare Orientale-Becken, könnten Wissenschaftler bald ein genaues Alter der riesigen Einschlagsbecken auf dem Mond ermitteln und die Einschlagsgeschichte der jungen Erde besser verstehen.
Mare Orientale befindet sich am Rand der Mondoberfläche, die wir von der Erde aus sehen können, an der Grenze zwischen der Mondnahseite und der Mondfernseite. Eine Stute ist eine tief liegende Fläche auf dem Mond, die mit Basaltlava überflutet ist und dunkler erscheint als das umliegende Hochland (wodurch das Gesicht des „Manns im Mond“ entsteht). Bevor das Teleskopzeitalter die Maria zu dem machte, was sie wirklich ist, hielt man sie für Meere. („Mare“ ist das lateinische Wort für Meer.)
Viele der Mond-Maria sind Schauplätze enormer alter Einschläge, die riesige Becken in die Mondoberfläche gefräst haben. Das Orientale-Becken gilt als das jüngste davon, aber wie jung es ist, ist ungewiss, da von seinem Standort noch nie Proben geborgen wurden. Schätzungen gehen davon aus, dass es 3,8 Milliarden Jahre alt ist, verglichen mit dem ältesten Einschlagbecken, dem Südpol-Aitken-Becken, dessen Alter auf über 4,3 Milliarden Jahre geschätzt wurde.
Die Struktur von Orientale weist einen atemberaubenden Doppelring auf, wobei der äußerste Ring einen Durchmesser von 580 Meilen (930 Kilometer) hat. Innerhalb seiner Ringe befindet sich eine bröckelnde Oberfläche, die ursprünglich entstand, als die Energie des Aufpralls die Mondoberfläche weißglühend machte und sie schmolz. Es ist diese ursprüngliche Einschlagschmelze, die jetzt am Boden des Beckens zu Basaltgestein verhärtet ist und den Wissenschaftlern Aufschluss darüber geben kann, wie lange es her ist, dass sie erstarrt ist, und damit auch, wie lange es her ist, dass sich das Becken gebildet hat.
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Das Problem besteht darin, dass die Oberfläche des Orientale-Beckens nach fast vier Milliarden Jahren mit jüngeren Lavaströmen, frischen Einschlagskratern und verschiedenen Trümmern bedeckt ist, die die ursprüngliche Einschlagsschmelze aufgewirbelt haben. Eine neue Studie unter der Leitung von Kirby Runyon vom Planetary Science Institute in Tucson, Arizona, hat eine Karte erstellt, die Wissenschaftlern helfen wird, die ursprüngliche Einschlagschmelze zwischen allen Brekzien zu identifizieren.
Die Karte erkennt insbesondere zwei Arten geologischer Strukturen. Bei einem davon handelt es sich um Material vom glatten, aber rissigen Beckenboden mit der Bezeichnung „BFsc“. Auf der Karte ist zu sehen, dass ein Teil davon unter späteren Lavaströmen begraben liegt, die rot hervorgehoben sind. Unterdessen markieren die Sterne auf der Karte junge, kleinere Einschlagskrater auf dem Gipfel des Mare Orientale und deren Auswurfschutt, der über die Landschaft verstreut ist.
Es besteht die Sorge, dass diese neueren Einschlagstellen die Messungen des Alters des Beckens verfälschen könnten. Es ist jedoch möglich, dass die Trümmer dieser kleineren, jüngeren Krater auch aus der ursprünglichen Einschlagschmelze stammen und nicht aus Gestein, das durch die späteren Einschläge geschmolzen wurde.
Allerdings: „Wenn die Proben, die aus einem der markierten Gebiete auf unserer Karte entnommen wurden, genauso alt sind wie die Proben, die aus den BFsc-Gebieten entnommen wurden, die auf die ursprüngliche Impaktschmelze hinweisen, dann sind wir zuversichtlich, dass wir die Technik der Impaktschmelzprobenahme auf andere Becken anwenden können.“ sagte Runyon in einer Erklärung.
Eine zukünftige Mondproben-Rückgabemission könnte dies auf die Probe stellen. Im Erfolgsfall würde es eine Möglichkeit bieten, andere Einschlagsbecken auf dem Mond zu datieren, die viel stärker degradiert sind als das jüngere Orientale.
„Wir haben uns für die Kartierung des Orientale-Beckens entschieden, weil es gleichzeitig alt und jung ist“, sagte Runyan. „Wir gehen davon aus, dass es etwa 3,8 Milliarden Jahre alt ist. Das ist jung genug, um die Einschlagsschmelze noch frisch an der Oberfläche sichtbar zu machen, aber auch alt genug, um sich darüber auch große Einschlagskrater angesammelt zu haben, was das Bild verkompliziert.“
Diese grobe Schätzung seines Alters von 3,8 Milliarden Jahren beruht teilweise auf Kraterzählungen. Je mehr Krater eine Oberfläche aufweist, desto älter muss diese Oberfläche sein.
Durch die Ermittlung des genauen Alters von Orientale und den anderen Becken können Planetenforscher die Häufigkeit riesiger Einschläge im jungen Sonnensystem bestimmen. Die Erde, ein größeres Ziel mit stärkerer Schwerkraft, wäre häufiger getroffen worden als der Mond, aber die Beweise für diese Einschläge auf der Erde sind durch Erosion und Plattentektonik so gut wie verschwunden. Der luftlose Mond bewahrt jedoch seine Einschlagsaufzeichnungen und kann als Hinweis auf die Einschlagsgeschichte der Erde dienen.
„Der Mond ist in Bezug auf die Aufbewahrung der Einschlagsaufzeichnungen so etwas wie der Dachboden der Erde; er ist der einzige Ort, an dem wir die Babyfotos der Erde machen können“, sagte Runyon.
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Diese gigantischen Einschläge könnten enorme Auswirkungen auf die frühe Erde gehabt haben, ganze Ozeane verdampfen lassen und möglicherweise die Entstehung des Lebens verzögert oder sogar das Leben vollständig ausgelöscht haben, nur um dann wieder von neuem zu beginnen und wieder auszulöschen.
„Einige neuere Modellierungen haben gezeigt, dass wir die Erde während dieser großen Einschläge wahrscheinlich nie vollständig sterilisiert haben, aber wir wissen es nicht genau“, sagte Runyon. „Irgendwann könnten unsere Ozeane durch Einschläge verdampft, dann wieder kondensiert und wiederholt geregnet haben. Wenn das mehrmals passiert wäre, hätte das Leben erst nach dem letzten Mal Fuß fassen können.“
Hätte die Erde einen riesigen Einschlag weniger oder sogar mehr erlebt, hätte sich das Leben auf unserem Planeten möglicherweise ganz anders entwickeln können.
Die Ergebnisse wurden am 18. November im Planetary Science Journal veröffentlicht.
