Seit Milliarden von Jahren absorbiert der Mond auf subtile Weise Partikel aus der Erdatmosphäre – ein Prozess, der kürzlich durch neue Forschungen bestätigt wurde. Dabei handelt es sich nicht um ein dramatisches Ereignis, sondern um einen kontinuierlichen „Kannibalismus“ auf niedrigem Niveau, der durch Sonnenwinde und das Erdmagnetfeld angetrieben wird. Die Entdeckung stellt frühere Annahmen darüber in Frage, wie Materialien auf die Mondoberfläche gelangten, und hat erhebliche Auswirkungen auf zukünftige Mondmissionen.
Das Rätsel der flüchtigen Mondstoffe
Seit den Apollo-Missionen in den 1970er Jahren rätseln Wissenschaftler über Spuren flüchtiger Verbindungen (wie Wasser, Kohlendioxid, Helium, Argon und Stickstoff), die im Mondboden (Regolith) gefunden wurden. Ursprünglich wurde angenommen, dass diese Materialien in einem Zeitraum übertragen wurden, bevor die Erde ihr Magnetfeld entwickelte. Die vorherrschende Theorie ging davon aus, dass Sonnenwinde ohne diesen Schutzschild ungehindert atmosphärische Ionen abstreifen und auf dem Mond ablagern könnten.
Das Erdmagnetfeld: Eine unerwartete Route
Neuere Studien haben diese Idee jedoch widerlegt. Forscher kombinierten Daten von Apollo-Proben mit Computermodellen der Erdmagnetosphäre und fanden heraus, dass die Übertragung atmosphärischer Ionen am größten ist, wenn der Mond durch den magnetischen Schweif der Erde geht – die nachlaufende Verlängerung des Magnetfelds, die immer von der Sonne weg zeigt. Dies geschieht monatlich, wenn sich die Erde etwa zur Vollmondphase zwischen Mond und Sonne befindet.
Anstatt das Entweichen aus der Atmosphäre zu blockieren, fungieren die magnetischen Feldlinien der Erde als Wege und leiten geladene Teilchen zum Mond, wo sie im Regolith eingebettet werden. Dies bedeutet, dass die Übertragung wahrscheinlich seit der Entstehung der Magnetosphäre vor etwa 3,7 Milliarden Jahren andauert und bis heute andauert.
Eine Zeitkapsel im Mondboden
Dies verändert die Art und Weise, wie wir Mondproben betrachten. Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass der Regolith nur Spuren der frühesten Erdatmosphäre enthielt. Nun scheint es, dass diese Proben als historische Aufzeichnung der atmosphärischen Entwicklung und der Veränderungen des Magnetfelds unseres Planeten dienen.
„Durch die Kombination von Daten von im Mondboden konservierten Partikeln mit rechnerischer Modellierung der Wechselwirkung des Sonnenwinds mit der Erdatmosphäre können wir die Geschichte der Erdatmosphäre und ihres Magnetfelds verfolgen.“
– Eric Blackman, Universität Rochester
Kommende Missionen wie das Artemis-Programm der NASA und Chinas Mondbemühungen werden neue Regolithproben sammeln und wertvolle Daten liefern, um Lücken in der geologischen Zeitleiste der Erde zu schließen.
Kosmischer Kontext: Atmosphärischer Verlust ist häufig
Die Erde ist kein Einzelfall, wenn es darum geht, atmosphärische Partikel zu verlieren. Merkur weist einen langen, kometenähnlichen Staubschweif auf, der von seiner Oberfläche geschleudert wird, und der Mond selbst gibt eine Spur aus abgetragenen Natriumionen ab, die die Erde regelmäßig kreuzt. Die Untersuchung, wie die Erde ihre Atmosphäre an den Mond verliert, könnte Einblicke in ähnliche Prozesse an anderen Orten im Sonnensystem liefern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Absorption der Erdatmosphäre durch den Mond ein langfristiges, andauerndes Phänomen ist, das durch das Erdmagnetfeld vermittelt wird. Der Mondregolith stellt ein einzigartiges Archiv der atmosphärischen und magnetischen Geschichte unseres Planeten dar und macht zukünftige Mondmissionen von entscheidender Bedeutung für die Aufklärung der Details der Erdentwicklung.
