Der Mond schrumpft: Eine Studie zeigt, um wie viel sich seine Größe in den letzten Millionen Jahren verringert hat

Mit bloßem Auge von der Erde aus betrachtet, wirkt der Mond unveränderlich. Seine Oberfläche weist jedoch Spuren eines geologischen Prozesses auf, der nach wie vor aktiv ist: Die Abkühlung seines Inneren führt zu einer langsamen Kontraktion des Mondes, wodurch sich seine Kruste verändert und in verschiedenen Regionen Risse entstehen.

Eine neue Studie, die am 14. Oktober im The Planetary Science Journal veröffentlicht wurde, liefert eine der bislang detailliertesten Schätzungen zu diesem Phänomen. Anhand der Analyse Tausender tektonischer Formationen berechneten die Forscher, dass sich der Mondradius in den letzten 400 bis 800 Millionen Jahren um etwa 45 Meter verringert hat.

Die Forschung wurde unter der Leitung von Thomas R. Watters, emeritierter Wissenschaftler am Zentrum für Planeten- und Erdwissenschaften des Nationalen Luft- und Raumfahrtmuseums des Smithsonian-Instituts, gemeinsam mit Maria Banks, Cole Nypaver und Mark Robinson durchgeführt.

Über 10.000 Verwerfungen geben Aufschluss darüber, wie sich die Mondoberfläche verändert

Um die jüngste Entwicklung der Mondkruste nachzuvollziehen, nutzte das Team Beobachtungen der Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), die an Bord der NASA-Sonde „Lunar Reconnaissance Orbiter“ installiert ist.

Diese Formationen sind Anzeichen für Druckkräfte, die das Gestein verformen, während der Mond Wärme abgibt und sich sein Inneres zusammenzieht. Dieser Prozess führt zu einer langsamen Verkleinerung des Mondes und setzt seine Kruste Spannungen aus, die neue Brüche verursachen oder bereits vorhandene reaktivieren können.

Den Berechnungen der Studie zufolge hätte der Mond, wenn der Radiusrückgang während des betrachteten Zeitraums konstant geblieben wäre, pro Million Jahre zwischen 6 und 11 Zentimeter an Radius verloren. Auf das Jahr umgerechnet entspricht dies etwa 0,1 Mikrometern: eine extrem langsame Veränderung, die jedoch im Laufe der Zeit ein erkennbares geologisches Signal hinterlassen kann.

Im Gegensatz zur Erde können Verwerfungen in jeder Region auftreten

Die Verteilung dieser Strukturen hilft dabei, einen grundlegenden Unterschied zwischen der Tektonik der Erde und der des Mondes zu verstehen.

Auf der Erde konzentrieren sich etwa 90 % der tektonischen und seismischen Aktivität auf die Plattengrenzen. Die Lithosphäre der Erde ist in mehr als 15 Haupt- und Nebenplatten unterteilt, die sich, angetrieben durch die innere Dynamik des Planeten, relativ zueinander verschieben.

Der Mond hingegen verhält sich wie ein Körper aus einer einzigen Platte. Seine Kruste weist kein Netz tektonischer Grenzen auf, das dem der Erde entspricht. Wenn sich das Innere des Mondes abkühlt und zusammenzieht, können sich die Spannungen daher über weite Bereiche der Oberfläche verteilen, anstatt sich an den Grenzen zwischen den Platten zu konzentrieren.

Diese Eigenschaft bedeutet, dass Mondbeben, die als Moonquakes bekannt sind, in verschiedenen Regionen auftreten können, wenn sich eine bestehende Verwerfung verschiebt oder wenn sich ein neuer Bruch bildet.

Die Studie stellte zudem regionale Unterschiede fest: In einigen Gebieten gibt es eine höhere Konzentration an Verwerfungen, während Gebiete mit einer dickeren Erdkruste offenbar weniger Strukturen dieser Art aufweisen. Dies lässt vermuten, dass bestimmte Gebiete gegenüber tektonischen Verformungen stabiler sein könnten.

Die Abkühlung des Mondes schreitet fort und könnte zu neuen Rissen führen

Die Forscher gehen davon aus, dass die große Anzahl junger Verwerfungen nicht unbedingt auf eine intensive tektonische Aktivität in den frühen Phasen der Mondgeschichte hindeutet. In dieser Zeit hätte eine dicke, zerklüftete und poröse Kruste als Wärmedämmung gewirkt, wodurch der Wärmeverlust aus dem Inneren erschwert und ein Teil der Kontraktion verzögert worden wäre.

Im Laufe der Zeit hätte diese Abkühlung die Entstehung jener Strukturen begünstigt, die heute mit Hilfe von Weltrauminstrumenten beobachtet werden können.

Die Sonde „Lunar Reconnaissance Orbiter“ erforscht den Mond bereits seit 17 Jahren, und ihre Kamera hat Millionen von Bildern der Mondoberfläche aufgenommen. Dank dieses umfangreichen Bildmaterials konnte eine Anzahl junger Verwerfungen festgestellt werden, die weit über den Erwartungen der Wissenschaftler lag.

„Die Anzahl dieser jungen Verwerfungen, die auf den LROC-Bildern zu erkennen sind, ist viel größer, als ich mir jemals vorgestellt habe“, erklärte Watters. Der Forscher betonte außerdem, dass, solange sich das Innere des Mondes weiter abkühlt und zusammenzieht, zu erwarten ist, dass die bestehenden Verwerfungen weiter wachsen und neue entstehen werden.

Auch wenn die Verkleinerung des Mondes auf menschlicher Ebene nicht wahrnehmbar ist, bieten ihre kumulativen Auswirkungen einen einzigartigen Einblick in die innere Entwicklung des Mondes und ermöglichen es, zu verstehen, wie sich einer der der Erde am nächsten gelegenen Himmelskörper weiterhin verändert.