Ungereimtheiten in der Hypothese der Mondentstehung: Wie ist der Erdtrabant entstanden?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Wir wissen nicht genau, wie der Mond entstanden ist. Einer populären Hypothese zufolge kollidierte die Erde vor langer Zeit mit einem Planeten von der Größe des Mars, und unser Satellit wurde aus den Trümmern gebildet. Nur hier stimmt etwas nicht.

Die Hypothese einer Megakollision zwischen der Erde und dem Planeten Teia wurde 1975 von den Amerikanern Hartman und Davis aufgestellt. In dieser fernen Zeit waren im Sonnensystem zwei Arten von Satelliten bekannt: diejenigen, die radikal kleiner sind als ihre Planeten (Phobos und Deimos in der Nähe des Mars, Satelliten der Gas- und Eisriesen) und der Mond. Sie war der einzige Satellit, dessen Masse mehr als ein Prozent der Masse ihres Planeten betrug.

Die Seltsamkeit des Mondes verlangte nach einer nicht standardmäßigen Erklärung, woher er kam. Frühere Vermutungen waren etwas naiv und leicht zu widerlegen. Der Sohn von Charles Darwin beispielsweise ging davon aus, dass sich die Erde einst schneller drehte und ein riesiger Brocken von ihr abfiel. Diese und ähnliche Hypothesen erklärten schlecht die Tatsache, dass der Eisenkern des Mondes im Vergleich zur Erde klein ist und man glaubte, dass es dort kein Wasser gab.

Tatsächlich war zu diesem Zeitpunkt bereits Wasser im Mondgestein entdeckt worden: Es war im Boden (Regolith) enthalten, der vom Apollo geliefert wurde. Der Fund wurde auf terrestrische Verschmutzung oder Meteoriten zurückgeführt. Auch die Messwerte der Ionendetektoren, die das Wasser in der Nähe des Apollo aufzeichneten, wurden auf terrestrische Verschmutzung zurückgeführt. Wissenschaftler lehnten empirische Fakten ab, weil sie nicht mit den damaligen Theorien über die Entstehung des Mondes übereinstimmten.

In all diesen Theorien ist der Mond zuerst geschmolzen, deshalb musste er Wasser verlieren. Die damalige Wissenschaft ging davon aus, dass Wasser den Mond nur mit einer Möglichkeit erreichen könnte – mit Kometen. Aber im Wasser von Kometen gibt es ein anderes Verhältnis von Wasserstoff zu seiner schweren Spezies Deuterium, und in Wasser, das die Amerikaner auf dem Mond fanden, war das Verhältnis dieser Isotope dasselbe wie auf der Erde. Die Diskrepanz war am einfachsten durch Kontamination zu erklären.

Es blieb jedoch unklar, warum der Regolith weniger Titan und andere relativ schwere Elemente enthält. Damals wurde die Hypothese eines Mega-Impacts (Mega-Impact) geboren. Demnach kollidierte vor 4, 5 Milliarden Jahren der antike Planet Theia mit der Erde, und ein übermächtiger Einschlag schleuderte die Trümmer beider Planeten in den Weltraum - aus ihnen entstand im Laufe der Zeit der Mond. Die oberen Erdschichten enthalten nur wenige schwere Elemente, da die meisten von ihnen in den Kern und die unteren Magmaschichten versunken sind. Angeblich ist dies auf den Unterschied im Mondboden zurückzuführen.

Es stellte sich heraus, dass der Erdtrabant nicht primär war, wie beispielsweise der des Jupiter, sondern sekundär - außerdem wurde die Frage, warum die Masse des Mondes im Vergleich zur Masse der Erde selbst so groß ist, entfernt. Auch die Hypothese der Amerikaner erklärte, warum es auf dem Mond absolut kein Wasser gibt: Wenn die Planeten kollidieren, sollen die Trümmer bis auf Tausende von Grad aufgeflammt sein - das Wasser verdunstet einfach und fliegt ins All. Eine andere Sache ist, dass nach den Apollo-Flügen die Idee eines wasserlosen Mondes aus hartnäckiger Unkenntnis der Tatsachen bestand.

Die Hypothese sah ganze drei Jahre lang gut aus. Doch bereits 1978 wurde Charon, ein Satellit von Pluto, entdeckt. Wenn der Mond 80-mal weniger massiv ist als die Erde, dann ist Charon nur neunmal leichter als Pluto. Es stellte sich heraus, dass der Mond nichts Einzigartiges ist. Zweifel kamen auf: Große Planeten kollidieren höchstwahrscheinlich zu selten, als dass so viele große Satelliten erscheinen könnten.

Neue Unannehmlichkeiten brachten die Analyse von Mondgestein in Labors und die ersten Daten über Meteoriten fremden Ursprungs. Es stellte sich heraus, dass der Mond nur von der Erde isotopisch nicht zu unterscheiden ist und alle anderen Planeten des Sonnensystems deutlich anders sind. Wie ist das passiert, wenn der Mond angeblich die Substanz eines anderen Planeten enthält - des hypothetischen antiken Theia? Um den Widerspruch zu erklären, wurde die Hypothese des Mega-Schocks finalisiert: Als Geburtsort von Theia galt … die Erdumlaufbahn - deshalb ist die Isotopenzusammensetzung beider Planeten gleich. An einer Stelle bildeten sich gleichzeitig zwei Planeten, die dann kollidierten.

Es war jedoch nicht klar, warum zwei Planeten auf der Erdbahn erschienen und einer nach dem anderen auf den Bahnen anderer Planeten des Systems. Probleme und Geologen hinzugefügt. Eine andere Frage stellte sich: Wenn die Megakollision zweier Planeten die Erde und ihre Trümmer erhitzte, woher kam dann das Wasser auf dem Planeten? Auf jeden Fall sollte es verdampft sein.

Die Mega-Impact-Theorie war bereits sehr populär geworden, sie wollten sie nicht aufgeben, und so wurde die Idee vorgebracht, dass Wasser später auf der Erde auftauchte - es wurde von Kometen gebracht, die Milliarden von Jahren auf den Planeten fielen. Doch schon bald stellte sich heraus, dass sich das Isotopenverhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff im Kometenwasser stark von dem auf der Erde unterscheidet. Es ähnelt eher dem Wasser der Erde von Asteroiden, aber es ist sehr wenig davon, das heißt, sie können nicht die Quelle unserer Ozeane sein.

Schließlich wurden im 21. Jahrhundert auf dem Mond Spuren von Wasser gefunden. Und als die Befürworter der Mega-Impact-Hypothese vorschlugen, dass Kometen dieses Wasser mitbrachten, zeigten die niederländischen Geologen, dass sich Mondgestein ohne die Anwesenheit von Wasser von Anfang an in der heutigen Form des Satelliten nicht hätte bilden können. Die Situation wurde von russischen Astronomen verschärft: Nach ihnen führt eine typische Kollision eines Kometen mit dem Mond dazu, dass mehr als 95 % des Wassers in den Weltraum zurückgeschleudert werden.

Am besten spiegelte sich die Situation in einem Artikel aus dem Jahr 2013 mit der vielsagenden Überschrift „Die Wirkungstheorie ist erschöpft“wider.