Die schroffen “Falten” des Mondes liefern Anhaltspunkte über seine Vergangenheit

Der Mond (NASA/GSFC/Arizona State University)
Der Mond (NASA/GSFC/Arizona State University)

In dem abgekämpften Gesicht des Mondes stehen die Blessuren geschrieben, die er in den letzten 4,5 Milliarden Jahren erdulden musste. Von Einschlagkratern bis zu den von vulkanischen Eruptionen hinterlassenen dunklen Ebenen der Maria sind die Narben alles, was übrigbleibt, um zu erzählen, was dem Mond geschehen ist. Aber sie liefern nur Anhaltspunkte für die Prozesse die einst am Werk waren – und noch heute am Werk sind – um die Oberfläche zu gestalten.

Um einen besseren Einblick in diese Prozesse zu bekommen, haben Meg Rosenburg und ihre Kollegen am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena (Kalifornien) den ersten umfassenden Kartensatz zusammengestellt, der die Abhänge und Rauheit auf der Oberfläche des Mondes offenbart. Diese Karten basieren auf detaillierten Daten, die vom Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) an Bord der NASA-Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) gesammelt wurden. LOLA und der LRO wurden am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland) gebaut.

Wie Falten auf der Haut kann die Rauheit von Kratern und anderen Strukturen auf der Mondoberfläche ihr Alter verraten. “Der Schlüssel ist, die Rauheit im großen und kleinen Maßstab zu betrachten”, sagt Rosenburg, die Erstautorin der Studie, welche die Ergebnisse beschreibt und im Journal of Geophysical Research veröffentlicht wurde.

Die Rauheit hängt von den feinen Anstiegen und Abhängen der Landschaft ab, eine Eigenschaft, die die Wissenschaftler durch Messung von Abhängen an Orten auf der gesamten Oberfläche bestimmten. Um ein vollständiges Bild erhalten, betrachteten die Forscher die Rauheit in einem Bereich verschiedener Maßstäbe – der Distanz zwischen zwei Punkten – von 17 Metern bis hin zu 2,7 Kilometern.

“Alte und junge Krater haben unterschiedlich Eigenschaft der Rauheit – sie sind in machen Maßstäben rauer und in anderen sanfter”, sagt Rosenburg. Das kommt daher, weil die alten Krater über Äonen von Jahren von Meteoriten getroffen wurden, die den Ort des ursprünglichen Einschlags in Mitleidenschaft zogen und die ursprüngliche Form des Kraters veränderten.

“Weil diese Veränderungen der Oberfläche an neuen Einschlagstellen nicht stattgefunden haben, stechen die die jüngsten Krater sofort heraus”, sagt Gregory Neumann, ein Mitarbeiter des LOLA Teams am Goddard Space Flight Center.

“Es ist bemerkenswert, dass der Mond eine große Vielzahl topografischer Eigenarten zeigt: Im Extremfall können Gebiete, die durch die Anhäufung von Kratern über Milliarden von Jahren aufgeraut wurden in der Nähe von ebenen Regionen liegen, die durch jüngeren Vulkanismus geglättet wurden”, sagt Oded Aharonson, Rosenburgs Betreuer am California Institute of Technology.

Die Farben in dieser Aufnahme geben Informationen über die Abhänge und Rauheit (Schroffheit) der Mondoberfläche preis. Die Rauheit ist abhängig von dem zur Messung ausgewählten räumlichen Maßstab. Hier zeigt der rote Kanal Abhänge im größten Maßstab (0,5 Kilometer), grün dazwischen und blau im kleinsten Maßstab (ungefähr 50 Meter). (Journal of Geophysical Research (2011))
Die Farben in dieser Aufnahme geben Informationen über die Abhänge und Rauheit (Schroffheit) der Mondoberfläche preis. Die Rauheit ist abhängig von dem zur Messung ausgewählten räumlichen Maßstab. Hier zeigt der rote Kanal Abhänge im größten Maßstab (0,5 Kilometer), grün dazwischen und blau im kleinsten Maßstab (ungefähr 50 Meter). (Journal of Geophysical Research (2011))

Indem sie schauen, wo und wie sich die Rauheit verändert, können die Wissenschaftler wichtige Hinweise auf die Prozesse bekommen, die den Mond geformt haben. Eine Karte über die Rauheit des Materials, welches das Mare Orientale Becken umgibt, offenbart beispielsweise kleine Unterschiede in den Auswurfmaterialen oder Trümmern, die herausgeschleudert wurden, als der Krater durch den Einschlag eines riesigen Objektes entstand.

Diese Informationen können mit einer Konturenkarte kombiniert werden, die anzeigt, wo die hohen und tiefen Punkte liegen. “Indem wir beides zusammen betrachten, können wir sagen, dass ein Teil des Mare Orientale nicht nur höher oder niedriger liegt, es ist auch unterschiedlich rau”, sagt Rosenburg. “Das gibt uns Anhaltspunkte über den Einschlagsprozess, der die Materialien herausgeschleudert hat, und ebenfalls über die Prozesse an der Oberfläche, die später am Werk waren, um sie zu verändern.”

Die glatten Ebenen der Maria, welche durch vulkanische Aktivität erzeugt wurden, haben eine andere “Rauheits-Signatur” als die Hochländer des Mondes, was den völlig anderen Ursprung der zwei Terrainarten widerspiegelt. Maria ist lateinisch für “Meere”, und sie erhielten den Namen von frühen Astronomen, die sie für richtige Meere hielten.

Genau wie auf dem Mond kann derselbe Ansatz auch verwendet werden, um die Oberflächenprozesse auf anderen Körpern zu studieren”, sagt Rosenburg. “Die ablaufenden Prozesse sind auf dem Mars anders als auf einem Asteroiden, aber sie hinterlassen beide eine Signatur in der Topografie, die wir interpretieren können. Durch die Untersuchung der Rauheit in unterschiedlichen Maßstäben beginnen wir zu verstehen, wie unsere nächsten Nachbarn zu ihrem Erscheinungsbild kamen.”

Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/news/moon-wrinkles.html

(THK)

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