Timothy Glotch von der SBU und der Fall des unerklärlichen Mondgranits

Von Daniel Dunaief

Es ist fast einfacher herauszufinden, was die Erde unter den Planeten einzigartig macht, als die Besonderheiten der Menschen unter den Erdbewohnern aufzuzählen. Die Erde ist schließlich der einzige blaue Planet voller Wasser, aus dem sich Menschen und so viele andere Lebewesen entwickelt haben. Es ist auch der einzige Planet, auf dem sich sieben riesige Platten tief unter der Oberfläche bewegen. Diese einzigartigen Merkmale haben Wissenschaftler dazu veranlasst, bestimmte Merkmale zu erwarten, die der Erde ihren einzigartigen geologischen Fußabdruck verleihen.

Nicht so schnell.

Laut einem aktuellen Artikel in der hochkarätigen Fachzeitschrift Nature, an dem Timothy Glotch, Professor für Geowissenschaften an der Stony Brook University, Mitautor war, verfügt der Mond über einen riesigen Streifen von über 50 Kilometern Granit im Compton-Belkovich-Vulkankomplex , das auf der anderen Seite liegt.

Normalerweise entsteht er durch Plattentektonik aus wasserführendem Magma. Das Vorkommen dieses Granits, der in größeren Mengen rund um die Erde vorkommt, ist so etwas wie ein planetarisches Rätsel.

„Granite sind außerhalb der Erde äußerst selten“, sagte Glotch. „Ihr Entstehungsprozess muss so unterschiedlich sein, was sie interessant macht.“

Die Forscher in diesem Artikel, darunter der Hauptautor Matt Siegler, ein Wissenschaftler am Planetary Science Institute, schlagen eine Reihe von Möglichkeiten für die Entstehung des Granits vor. Vor über drei Milliarden Jahren gab es auf dem Mond, der wie die Erde über 4,5 Milliarden Jahre alt ist, Lava, die ausbrach und den Compton-Belkovich-Vulkankomplex (CBVC) bildete. Forscher gehen davon aus, dass die meisten vulkanischen Aktivitäten auf dem Mond vor etwa zwei Milliarden Jahren endeten.

Das Magma entstand durch das Schmelzen eines kleinen Teils des Mondmantels. Das Schmelzen könnte durch die Zugabe von Wasser oder die Bewegung von heißem Material näher an die Oberfläche verursacht worden sein. Wissenschaftler sind sich über die aktuelle Beschaffenheit des Mondkerns nicht ganz sicher.

Was den Granit betrifft, könnte er durch Fraktionierung entstanden sein, bei der sich Partikel während eines Übergangs aus verschiedenen Phasen, in diesem Fall von einer heißen Flüssigkeit wie Magma zu einem Feststoff, trennen.

Darüber hinaus könnte das Vorhandensein von Granit darauf hindeuten, dass einige Teile des Mondes mehr Wasser hatten als andere.

„Man könnte noch andere geochemische Argumente vorbringen“, sagte Glotch. „Was wir wirklich brauchen, ist, mehr Proben zu finden und sie zur Erde zurückzubringen.“

Die Analyse des Granits auf dem Mond erfolgte aus zahlreichen entfernten Quellen sowie aus der Untersuchung einiger Proben, die während der Apollo-Weltraummissionen zurückgebracht wurden. Das letzte Mal, dass Menschen den Mond betraten, war die Apollo-17-Mission, die am 19. Dezember 1972 zur Erde zurückkehrte.

Ein 10-jähriger Prozess

Die Suche und Untersuchung von Granit auf dem Mond war eine Zusammenarbeit zwischen Glotch und Siegler, die sich seit etwa 18 Jahren kennen. Die beiden lernten sich kennen, als Glotch Postdoktorand und Siegler Doktorand war.

Im Jahr 2010 veröffentlichte Glotch einen Artikel in der Zeitschrift Science, in dem er Gebiete identifizierte, deren Zusammensetzung Granit oder Rhyolith, dem vulkanischen Äquivalent, ähnelt.

Seit dieser Arbeit haben Glotch und andere mehrere Forschungsstudien veröffentlicht, die Granit- oder Rhyolithmaterialien weiter charakterisiert haben, aber diese seien „immer noch relativ selten“, sagte Glotch.

Fernüberwachung

Unter der Leitung von Siegler und seinem Postdoktoranden Jiangqing Feng sammelte das Team Informationen aus mehreren Quellen, darunter Mikrowellendaten von chinesischen Satelliten, die empfindlich auf den Wärmefluss unter der Oberfläche reagieren.

Das Team nutzte auch das Diviner Lunar Radiometer Experiment, ein NASA-Instrument auf dem Lunar Reconnaissance Orbiter, das Oberflächentemperaturen misst.

Ein Teil der Entdeckung der Siliziumvorkommen auf dem Mond geht auf die Identifizierung des Elements Thorium zurück, das das Lunar Prospector Gamma Ray Spectrometer gefunden hat. Ähnlich wie Uran oder Plutonium ist Thorium radioaktiv und zerfällt.

Ein weiteres Datenelement stammt von der Grail-Mission, die das Schwerkraftfeld des Mondes misst.

Glotch schlug vor, dass die Studie eine „Reihe von Beobachtungen“ beinhaltete. In seiner Rolle versuchte er, Standorte zu identifizieren, die möglicherweise reich an Granit sind, während Siegler neue Daten auf diese Gebiete anwendete, um mehr über die unterirdischen vulkanischen Leitungen zu erfahren.

Neben der Fernüberwachung betreibt Glotch auch Freizeitaktivitäten über große Entfernungen. Der Stony Brook-Professor bereitet sich auf einen Lauf am 11. November in Maryland vor, der 50 Meilen umfassen wird. Er geht davon aus, dass die Fertigstellung etwa 10 bis 11 Stunden dauern wird.

Andere Planeten betrachten

Durch die Analyse des Granits auf dem Mond, der Aufschluss über seine frühe Geschichte geben könnte, könnten Geologen diese Analyse auch auf die Erde übertragen.

„Können wir die Ergebnisse dieser Studie nutzen, um einen differenzierteren Blick auf Granitformationen auf der Erde oder anderen Körpern in unserem Sonnensystem zu werfen?“ fragte Glotch. „Wir können viel lernen, nicht nur über den Mond, sondern auch über die Planetenentwicklung.“

Die NASA plant im kommenden Jahrzehnt eine DAVINCI+-Mission zur Venus, während auch eine europäische Mission zur Venus geplant ist. Einige Forscher haben vorgeschlagen, dass venusianische Gebiete, die als Tesserae bezeichnet werden, Granit sein könnten.

„Wenn die Venus kontinentalähnliche Strukturen aus Granit hat, ist das interessant, denn auch die Venus scheint keine Plattentektonik zu haben“, sagte Glotch.

Näher an der Erde könnten einige bevorstehende Missionen zu einem besseren Verständnis des Mondgranits führen. Der erste ist ein kleiner Orbiter namens Lunar Trailblazer, der über empfindliche Ferninstrumente verfügen wird. Der zweite ist Teil des Commercial Lunar Payload Services-Programms der NASA, das einen kleinen Lander und Rover umfassen wird, der auf den Gruithuisen Domes landen wird.

Konferenz in Italien

Kurzfristig planen Glotch und Siegler die Teilnahme am 10. Hutton-Symposium in Italien.

Glotch ist bestrebt, die Arbeit mit Forschern zu besprechen, die keine Planetenforscher sind, um „ihre Meinung dazu zu erfahren“.

Er ist begeistert von der jüngsten dekadischen Planetenstudie, die mehrere Prioritäten hervorhob, darunter auch die Mondforschung.

Seiner Meinung nach ist Glotch davon überzeugt, dass die Umfrage mehr Mondforschung mit hoher Priorität umfasst als in früheren Umfragen dieser Art.

Länder wie Indien, China, Israel und Japan haben ein erneutes nationales Interesse am Mond. Südkorea hat derzeit einen Orbiter auf dem Mond.

All diese Aufmerksamkeit macht den Mond zu einem „wirklich guten Ziel für die US-Wissenschaft, um unsere Führungsposition zu behaupten, und bietet außerdem ein Werkzeug für die geopolitische Zusammenarbeit“, fügte Glotch hinzu.