Massive Granitformation unter der Mondoberfläche entdeckt

Von Southern Methodist University, 10. Juli 2023

Ein Team von Wissenschaftlern nutzte Mikrowellenfrequenzdaten, um die Wärme unter der Oberfläche einer vermuteten vulkanischen Struktur auf dem Mond zu messen, die als Compton-Belkovich bekannt ist. Bildnachweis: Natur

Mikrowellenfrequenzdaten des Mondorbiters zeigen Ablagerungen von abgekühltem Magma unter einem Vulkan, der wahrscheinlich vor 3,5 Milliarden Jahren ausgebrochen ist.

Wissenschaftler haben eine große Granitformation unter der Mondoberfläche entdeckt, was auf uralte vulkanische Aktivität hinweist und bestehende Theorien über die Entstehung der Mondkruste in Frage stellt. Das Vorhandensein von Granit, einem Gesteinstyp, der typischerweise mit Wasser- und Plattentektonik in Verbindung gebracht wird, wirft auch Fragen über die früheren Bedingungen auf dem Mond auf.

Eine große Granitformation, die unterhalb der Mondoberfläche entdeckt wurde, entstand wahrscheinlich durch die Abkühlung geschmolzener Lava, die einen oder mehrere Vulkane speiste, die zu Beginn der Mondgeschichte ausbrachen – bereits vor 3,5 Milliarden Jahren.

Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Matthew Siegler, einem SMU-Forschungsprofessor und Forschungswissenschaftler am Planetary Science Institute, hat in der Zeitschrift Nature eine Studie veröffentlicht, in der Mikrowellenfrequenzdaten verwendet wurden, um die Wärme unter der Oberfläche eines vermuteten vulkanischen Merkmals auf dem Mond zu messen als Compton-Belkovich. Anhand der Daten stellte das Team fest, dass die unter der Oberfläche erzeugte Wärme von einer Konzentration radioaktiver Elemente herrührt, die auf dem Mond nur in Form von Granit vorkommen können.

Granite sind magmatische Gesteinsreste der Rohrleitungssysteme unter erloschenen Vulkanen. Die Granitformation, die entsteht, wenn Lava abkühlt, ohne auszubrechen, wird als Batholith bezeichnet.

„Jeder große Granitkörper, den wir auf der Erde finden, hat früher eine große Gruppe von Vulkanen gespeist, ähnlich wie ein großes System heute die Cascade-Vulkane im pazifischen Nordwesten speist“, sagte Siegler. „Batholithen sind viel größer als die Vulkane, die sie an der Oberfläche speisen. Die Berge der Sierra Nevada zum Beispiel sind ein Batholith, der von einer vor langer Zeit existierenden Vulkankette im Westen der Vereinigten Staaten übrig geblieben ist.“

Der Mond-Batholith befindet sich in einer Region des Mondes, die zuvor als vulkanischer Komplex identifiziert wurde, doch die Forscher sind über seine Größe mit einem geschätzten Durchmesser von 50 Kilometern überrascht.

Granit kommt auf der Erde relativ häufig vor und seine Bildung wird im Allgemeinen durch Wasser- und Plattentektonik vorangetrieben, die zur Bildung großer Schmelzkörper unter der Erdoberfläche beiträgt. Allerdings sind Granite auf dem Mond, auf dem diese Prozesse fehlen, äußerst selten.

Der Fund dieses Granitkörpers hilft zu erklären, wie sich die frühe Mondkruste bildete.

„Wenn man kein Wasser hat, braucht es extreme Situationen, um Granit herzustellen“, sagte Siegler. „Hier ist also dieses System ohne Wasser und ohne Plattentektonik – aber es gibt Granit. Gab es Wasser auf dem Mond – zumindest an dieser einen Stelle? Oder war es einfach besonders heiß?“

Referenz: „Fernerkennung eines lunaren granitischen Batholithen bei Compton-Belkovich“ von Matthew A. Siegler, Jianqing Feng, Katelyn Lehman-Franco, Jeffery C. Andrews-Hanna, Rita C. Economos, Michael St. Clair, Chase Million, James W. Head, Timothy D. Glotch und Mackenzie N. White, 5. Juli 2023, Nature.DOI: 10.1038/s41586-023-06183-5

Zu den Mitgliedern des Forschungsteams gehörten Jianquing Fang vom Planetary Science Institute; Katelyn Lehman-Franco, Rita Economos und Mackenzie White von der SMU; Jeffrey Andrews-Hanna vom Southwest Research Institute; Michael St. Clair und Chase Million von Million Concepts; James Head III von der Brown University und Timothy Glotch von der Stony Brook University.

The work was funded through NASAEstablished in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Das Lunar Data Analysis Program der NASA und Arbeiten im Zusammenhang mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter Diviner Lunar Radiometer.

Die Daten für die Studie wurden aus öffentlichen Daten gewonnen, die von zwei chinesischen Mondorbitern, Chang'E-1 im Jahr 2010 und Chang'E-2 im Jahr 2012, veröffentlicht wurden, die Vierkanal-Mikrowellenradiometer-Instrumente trugen. Die ursprünglichen MRM-Daten von Chang'E-1 und Chang'E-2 können heruntergeladen werden unter: http://moon.bao.ac.cn/index_en.jsp.

Siegler wird die Forschung des Teams auf der kommenden Goldschmidt-Konferenz vorstellen, die vom 9. bis 14. Juli in Lyon, Frankreich, stattfindet.