Der Mondstaub könnte Fragmente der Geschichte unseres Planeten enthalten. Wissenschaftler verfolgen diese interessante Spur, indem sie untersuchen, wie Materialien aus der Erdatmosphäre zu unserem natürlichen Satelliten gelangt sein könnten.
Eine kürzliche Analyse zeigt, dass das Magnetfeld, das unseren Planeten umgibt, wie eine unsichtbare Brücke in den Weltraum wirkt. Anstatt alle Gase zurückzuhalten, ermöglicht es leichten Elementen zu entweichen, wenn der Sonnenwind auf die oberen Luftschichten trifft. Diese geladenen Teilchen folgen dann den Feldlinien, die sich sehr weit erstrecken – einige erreichen sogar die Mondumlaufbahn. Folglich könnte dieses Phänomen, das seit Milliarden von Jahren abläuft, das Vorhandensein von Material von der Erde auf dem Mond erklären.
Der Sonnenwind reißt Ionen aus der oberen Erdatmosphäre. Einige reisen entlang der Magnetfeldlinien und lagern sich auf dem Mondboden ab, wodurch möglicherweise ein chemisches Archiv der irdischen Luft entsteht.
Bildnachweis: University of Rochester illustration / Shubhonkar Paramanick Die von den Apollo-Missionen in den 1970er Jahren zurückgebrachten Bodenproben dienten als Ausgangspunkt für diese Studie. Wissenschaftler fanden darin flüchtige Elemente wie Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid. Ein Teil davon stammt natürlich vom Sonnenwind, aber die gemessenen Mengen, insbesondere bei Stickstoff, sind für diese einzige Quelle zu hoch.
Computersimulationen eines Teams der Universität Rochester liefern eine Erklärung. Sie verglichen zwei Konfigurationen: eine frühe Erde ohne Magnetfeld-Schutzschild und unseren heutigen Planeten. Entgegen allen Erwartungen erwies sich der Transfer von Teilchen zum Mond im modernen Szenario als effizienter. Mit einem aktiven Magnetfeld reißt der Sonnenwind leichter Ionen aus der Atmosphäre, die dann in den fernen Weltraum gelenkt werden, wo der Mond seine Bahn zieht.
Diese Beobachtung eröffnet eine unerwartete historische Perspektive. Der Mond-Regolith könnte somit eine chemische Spur der Erdatmosphäre im Laufe der Zeitalter konservieren. Durch die Untersuchung dieser Ablagerungen wäre es möglich, die Entwicklung der Luft, die wir atmen, der Ozeane und des Klimas über extrem lange Zeiträume zurückzuverfolgen – ein einzigartiges Fenster in die ferne Vergangenheit unseres Planeten.
Darüber hinaus hat diese langsame Anreicherung praktische Auswirkungen auf die Zukunft der Weltraumforschung. Die abgelagerten flüchtigen Elemente, wie Wasser oder Stickstoff, stellen potenzielle Ressourcen für zukünftige Mondstationen dar. Sie könnten für die Lebenserhaltung oder die Treibstoffproduktion genutzt werden, wodurch die Notwendigkeit verringert würde, alles von der Erde heranzuschaffen, und eine dauerhafte menschliche Präsenz realisierbarer würde.
Die in
Communications Earth & Environment veröffentlichten Studienergebnisse könnten auch auf andere Welten anwendbar sein. Die beschriebenen Mechanismen helfen zu verstehen, wie Planeten wie der Mars, der einst ein Magnetfeld und eine dichtere Atmosphäre besaß, einen Teil ihrer Luft verloren haben könnten. Das Verständnis dieser atmosphärischen Fluchtprozesse trägt dazu bei, die Bedingungen zu erfassen, die eine planetare Umgebung im Laufe der Zeit lebensfreundlich machen oder nicht.
Quelle: Communications Earth & Environment