Das Einschlagbecken des Mare Orientale auf dem Mond, aufgenommen aus der Mondumlaufbahn (Bildnachweis: NASA Goddard Space Flight Center)
Wissenschaftler könnten bald ein genaues Alter für die riesigen Einschlagbecken auf dem Mond und ein besseres Verständnis der Einschlagsgeschichte der jungen Erde erhalten, dank einer neuen geologischen Karte der jüngsten großen Einschlagstelle des Mondes, dem Mare Orientale-Becken.
Mare Orientale liegt am Rande der Mondoberfläche, die wir von der Erde aus sehen können, an der Grenze zwischen der Nah- und der Fernseite des Mondes. Ein Mare ist eine tief liegende Fläche auf dem Mond, die mit basaltischer Lava überflutet ist und dunkler erscheint als das umgebende Hochland (wodurch das Bild des „Mannes im Mond“ entsteht). Bevor die Ära der Teleskope die Marias als das entlarvte, was sie wirklich sind, hielt man sie für Meere. („Mare“ ist das lateinische Wort für Meer.)
Viele der Mondmarien sind die Schauplätze gewaltiger alter Einschläge, die riesige Becken in die Mondoberfläche gegraben haben. Das Orientale-Becken gilt als das jüngste dieser Becken, aber es ist ungewiss, wie jung es ist, da an diesem Ort nie Proben entnommen wurden. Schätzungen zufolge ist es 3,8 Milliarden Jahre alt, während das älteste Einschlagbecken, das Südpol-Aitken-Becken, über 4,3 Milliarden Jahre alt sein soll.
Die Struktur von
Orientale weist einen beeindruckenden Doppelring auf, wobei der äußerste Ring einen Durchmesser von 580 Meilen (930 Kilometer) hat. Innerhalb der Ringe befindet sich eine bröckelnde Oberfläche, die ursprünglich entstand, als die Energie des Einschlags die Mondoberfläche weißglühend machte und sie zum Schmelzen brachte. Diese ursprüngliche Einschlagsschmelze, die jetzt zu Basaltgestein auf dem Boden des Beckens gehärtet ist, kann den Wissenschaftlern Aufschluss darüber geben, vor wie langer Zeit sie erstarrte und damit auch, vor wie langer Zeit sich das Becken bildete.
Das Problem ist, 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 den Wissenschaftlern helfen wird, die ursprüngliche Einschlagsschmelze unter all den Brekzien zu identifizieren.
Auf der Karte sind insbesondere zwei Arten von geologischen Strukturen zu erkennen. Die eine ist das Material des glatten, aber rissigen Beckenbodens, das als „BFsc“ bezeichnet wird. Ein Teil davon ist auf der Karte als unter späteren Lavaströmen begraben zu erkennen, die rot hervorgehoben sind. Die Sterne auf der Karte markieren junge, kleinere Einschlagskrater auf dem Mare Orientale und deren Auswurfmaterial, das über die Landschaft verstreut wurde.
Die Sorge war, dass diese jüngeren Einschlagstellen die Messungen des Alters des Beckens verfälschen könnten. Es ist jedoch möglich, dass die Trümmer dieser kleineren, jüngeren Krater ebenfalls aus der ursprünglichen Einschlagsschmelze stammen und nicht aus Gesteinen, die durch die späteren Einschläge geschmolzen wurden.
Wenn jedoch Proben, die in einem der mit Sternen versehenen Gebiete auf unserer Karte entnommen wurden, dasselbe Alter aufweisen wie Proben, die in den BFsc-Gebieten entnommen wurden, die auf die ursprüngliche Impaktschmelze hindeuten, dann sind wir zuversichtlich, dass wir die Probenahmetechnik für die Impaktschmelze auf andere Becken anwenden können“, sagte Runyon in einer Erklärung.
Eine künftige Mission zur Rückführung von Mondproben könnte dies auf die Probe stellen. Wenn sie erfolgreich ist, würde sie eine Möglichkeit bieten, andere Einschlagbecken auf dem Mond zu datieren, die viel stärker degradiert sind als der jüngere Orientale.
„Wir haben uns für die Kartierung des Orientale-Beckens entschieden, weil es gleichzeitig alt und jung ist“, sagt Runyan. „Wir glauben, dass es etwa 3,8 Milliarden Jahre alt ist. Das ist jung genug, um die Einschlagsschmelze noch frisch an der Oberfläche zu haben, aber auch alt genug, um große Einschlagskrater auf der Oberfläche zu haben, was das Bild verkompliziert.
Diese lose Schätzung des Alters von 3,8 Milliarden Jahren ergibt sich zum Teil aus der Anzahl der Krater. Je mehr Krater eine Oberfläche hat, desto älter muss sie sein.
Durch die Entdeckung des genauen Alters von Orientale und den anderen Becken werden Planetenforscher in der Lage sein, die Häufigkeit von Rieseneinschlägen im jungen Sonnensystem zu bestimmen. Die Erde als 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 jedoch bewahrt seine Einschlagspuren und kann als Anhaltspunkt für die Einschlagsgeschichte der Erde dienen.
„Der Mond ist so etwas wie der Dachboden der Erde, wenn es darum geht, die Aufpralldaten zu bewahren; es ist der einzige Ort, an dem wir die Babyfotos der Erde bekommen können“, sagte Runyon.
Diese gigantischen Einschläge könnten enorme Auswirkungen auf die frühe Erde gehabt haben, indem sie ganze Ozeane verdampften und vielleicht die Entstehung von Leben verzögerten oder sogar das Leben vollständig auslöschten, um dann wieder von vorne zu beginnen und erneut ausgelöscht zu werden, immer wieder.
„Einige neuere Modellierungen haben gezeigt, dass wir die Erde während dieser großen Einschläge wahrscheinlich nie völlig sterilisiert haben, aber wir wissen es nicht genau“, sagt Runyon. „Irgendwann könnten unsere Ozeane durch die Einschläge verdampft sein, dann wieder kondensiert und wiederholt abgeregnet worden sein. Wenn das mehrmals passiert ist, könnte das Leben erst nach dem letzten Mal Fuß gefasst haben.“
Hätte die Erde einen Rieseneinschlag weniger oder einen 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.
