Die Staubablagerungen auf dem Mondboden könnten entscheidende Hinweise zur Erforschung der magnetischen Geschichte des Mondes liefern. Aktuelle Untersuchungen konzentrieren sich auf eine ungewöhnliche Anomalie im Reiner Gamma-Mondwirbel, einer faszinierenden Region, die ursprünglich für einen Krater gehalten wurde. Im Gegensatz zur sich ständig verändernden Erdoberfläche, die durch Erosions- und tektonische Prozesse geformt wird, bleibt die Mondoberfläche weitgehend unverändert. Dies erhält ihre geologische Historie auf eine einzigartige Weise.

Anomalien auf dem Mond entdeckt

Planetenwissenschaftler Ottaviano Rüsch von der Universität Münster leitet ein Team, das dieses Gebiet untersucht. Sie konzentrieren sich auf einen hellen, flachen Fleck, der keinen Schatten auf der weiten Mondfläche Oceanus Procellarum wirft. Diese Wirbel entstehen vermutlich durch magnetisierte Gesteinstaschen, die Sonnenwindpartikel ablenken. Der Prozess schützt bestimmte Bereiche vor dem Verdunkeln und ist von der Erde aus beobachtbar.

Es gibt jedoch alternative Theorien über die Entstehung dieser Mondwirbel. Einige vermuten, dass sie sich durch Wechselwirkungen zwischen magnetischen Anomalien in der Mondkruste und elektrisch geladenen Staubpartikeln bilden, die durch Mikrometeoriteneinschläge aufgewirbelt werden. Eine andere Theorie stellt die Vermutung auf, dass die Wirbel und magnetischen Felder möglicherweise aus Materialfontänen entstehen, die durch Kometeneinschläge ausgestoßen werden.

Um diese Theorien zu untersuchen, analysierte Rüschs Team etwa eine Million Bilder des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA. Sie entdeckten einen Felsen im Reiner K-Krater, in der Nähe des Reiner Gamma-Wirbels, der Licht ungewöhnlich im Vergleich zu anderen staubbedeckten Felsen reflektierte. Diese Entdeckung veranlasste sie, Künstliche Intelligenz (KI) einzusetzen, um ähnliche Felsen anhand von Größe und Reflexionsvermögen zu identifizieren. Von etwa 130.000 potenziellen Felsen untersuchten sie die Hälfte und stellten fest, dass die weniger reflektierenden in der Nähe der magnetischen Anomalie von Reiner Gamma lagen.

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Variationen in den Reflexionseigenschaften

„Das derzeitige Wissen über die magnetischen Eigenschaften des Mondes ist sehr gering, sodass diese neuen Gesteine Aufschluss über die Geschichte des Mondes und seines magnetischen Kerns geben werden“, erklärte Rüsch in einer Pressemitteilung der Universität Münster. „Dazu haben wir erstmals die Wechselwirkungen von Staub mit Gesteinsbrocken in der Reiner-Gamma-Region untersucht – genauer gesagt die Variationen in den Reflexionseigenschaften dieser Gesteine.“

Daraus könne man beispielsweise ableiten, wie viel Sonnenlicht diese großen Felsen in welche Richtung reflektieren. Das Team vermute, dass die einzigartigen Reflexionseigenschaften dieser Felsen möglicherweise auf einer dünnen Staubschicht mit unterschiedlichen Merkmalen beruhen.

Die Analyse potenzieller Kandidaten führte das Team zu einem Felsen, der sie ganz besonders beschäftigte. Er fiel ihnen vor allem durch seine markanten dunklen Bereiche auf. „Dieses Gestein unterschied sich stark von allen anderen, da es weniger Licht in Richtung Sonne zurückstreut als andere Gesteine“, so Rüsch. „Wir vermuten, dass das an der besonderen Staubstruktur liegt, etwa an der Dichte und der Korngröße des Staubs.“

Mondlandefähre soll Aufschluss geben

Die Dichte, Größe oder Struktur des Staubs könnte sich unterscheiden, obwohl seine genauen Eigenschaften noch unklar sind. Ihr nächster Schritt bestehe darin, diese Erkenntnisse zu nutzen, um Prozesse zu untersuchen, die die Entstehung von Mondwirbeln erklären könnten. Das könnte etwa das das Aufwirbeln von Staub durch elektrostatische Kräfte beinhalten oder Wechselwirkungen des Sonnenwinds mit Magnetismus auf der Mondoberfläche.

„Normalerweise ist der Mondstaub sehr porös und reflektiert viel Licht in die Beleuchtungsrichtung“, ergänzt Marcel Hess von der Technischen Universität (TU) Dortmund. „Wenn der Staub aber kompaktiert wird, steigt gewöhnlich auch die Helligkeit insgesamt. Dies ist bei den beobachteten staubbedeckten Felsen nicht der Fall.“

In einer damit verbundenen Entwicklung plant die NASA zusammen mit dem Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, 2024 eine Mondlandefähre nach Reiner Gamma zu schicken. Diese Mission zielt darauf ab, die magnetischen Anomalien der Region aus erster Hand zu erforschen. Diese Forschung in Reiner Gamma beleuchtet nicht nur die magnetische Geschichte des Mondes, sondern erweitert auch unser Verständnis der Mondgeologie und betont die Unterschiede zwischen der Erde und ihrem nächsten himmlischen Nachbarn.

Quellen: Universität Münster; „Discovery of a Dust Sorting Process on Boulders Near the Reiner Gamma Swirl on the Moon“ (Journal of Geophysical Research: Planets, 2024)

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