http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...aschine-am.html

Genf (Schweiz) - Die Umlaufbahnen von Protonen im 27 Kilometer langen Teilchenbeschleuniger LHC, mit dem Wissenschaftler am Europäischen Kernforschungszentrum CERN den Urknall simulieren und neue und exotische Partikel der Teilchenphysik entdecken wollen, müssen regelmäßig neu justiert werden. Grund für die notwendigen Korrekturen ist die Anziehungskraft des Mondes.

Sollte man sich über die aktuelle Mondphase nicht ganz im Klaren sein, so könnten die Wissenschaftler und Ingenieure am LHC anhand ihrer Analysedaten eine Antwort wissen - vorausgesetzt, es ist gerade Vollmond. Dann zieht nämlich die Kraft des Erdtrabanten an den gegeneinander rasenden Protonen und beeinflusst die Messungen der beiden größten Detektoreinheiten ATLAS und CMS ersichtlich.

Grund hierfür die gewaltige Größe des Teilchenbeschleunigers und damit der Umstand, dass die Anziehungskraft des Mondes nicht an allen Punkten der sogenannten "Gottesmaschine" gleich stark wirkt. Auf dieser Weise werden kleinste Verzerrungen des High-Tech-Tunnels erzeugt. Zugleich sind die Detektoren derart empfindlich, dass sie auch die kleinsten Deformationen, wie kleinste Gravitationsunterschiede quer durch den Durchmesser der Anlage registrieren.

"Steigt der Mond am Himmel auf, so genügen die dabei entstehenden Kräfte, um eine regelmäßige Korrektur der Umlaufbahnen der Protonenstrahlen im Beschleuniger notwendig zu machen und an den auf diese Weise deformierten Tunnelverlauf anzupassen" erläutert die Pressemitteilung des CERN zu den Auswirkungen des Mondes auf den Teilchenbeschleuniger.


Archiv: Blick auf dem Tunnelverlauf des Teilchenbeschleunigers LHC am CERN. | Copyright: cern.ch

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...ssereis-in.html

Washington (USA) - Dass die über Jahrzehnte gepflegte Vorstellung vom Mond als staubtrockene kalte Ödnis falsch war, ist spätestens seit 2009 durch die Entdeckung von im Mondboden gebundenem Wasser und Eislagern am Grunde immerdunkler Krater in der Südpolregion des Erdtrabanten bekannt. Eine Messung der NASA-Mondsonde "Lunar Recconnaissance Orbiter" (LRO) hat nun erstmals die Menge an Wassereis in einem dieser Krater mit gemessen.

Wie die Wissenschaftler um Maria Zuber vom Massachusetts Institute of Technology im Wissenschaftsjournal "Nature" berichten, belegen die neuen Daten, dass bis zu 22 Prozent der Bodenoberfläche des Shackleton-Kraters mit einer etwa einen Mikron dünnen Wassereisschicht bedeckt sind.

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...itsrisiken.html

Stockholm (Schweden) - Während die Apollo-Astronauten der Mondumgebung gerade einmal zwei bis drei Tage ausgesetzt waren, planen Raumfahrtvisionäres derzeit schon mittelfristig langzeitbesetzte Mondstationen. Eine aktuelle Studie hat nun erstmals die Gefahren quantifiziert, denen Menschen angesichts des Mondbodens Regolith bei einem längeren Aufenthalt auf der Mondoberfläche ausgesetzt sind.

Wie das Team aus interdisziplinären Wissenschaftlern aus insgesamt fünf Ländern um Dag Linnarsson vom schwedischen Karolinska Institutet berichtet, stellt das Einatmen des feinstkörnigen Regoliths, mit dem schon die Apollo-Astronauten außer- und innerhalb ihrer Schutzanzüge zu kämpfen hatten (s. f. Abb.), neben der Strahlung die größte gesundheitliche Gefahr für potentielle irdische Mondbewohner dar. Schließlich könne trotz Schutz- und Filtervorrichtungen nicht ausgeschlossen werden, dass der Mondstaub auch in die Arbeits- und Wohnbereiche und von dort direkt in die Lungen zukünftiger Mondkolonialisten gelangt.

Im Innern der Atmungsorgane könnte der extrem feine und zugleich scharfkantige Staub eine Vielzahl von Schäden hervorrufen und so schnell zu Atemwegs- und Herzkreislaufbeschwerden und einem erhöhten Krebsrisiko führen. Ganz wie Schadstoffe in vulkanischer Asche, so sind einige Partikel des Mondstaubs zudem fein genug, um tief ins Innere des Lungengewebes vorzudringen und könnten hinzu bei längerem Ausgesetztsein gegenüber Protonen und ultravioletter Strahlung an Gefährlichkeit zunehmen. Auch die verringerte Schwerkraft dürfte zudem dazu beitragen, dass die Partikel leichter innerhalb der Lungen transportiert werden können.


Selbst ins Innere der Mondlandemodule der Apollo-Missionen drang der Mondstaub vor: Hier der mit dem dunklen Regolith bedeckte Apollo-17-Astronaut Gene Cernan. | Copyright: NASA

Da der Mondstaub aufgrund fehlender Erosion auf dem Mond sehr scharfkantig und oft sogar von einer glasigen Schicht überzogen ist, wie sie durch Meteoriteneinschläge entstanden ist, sind durch den Kontakt mit dem Regolith Hautschäden vornehmlich an Fingern, Knöcheln, Ellbogen und Knien zu erwarten.

Der gleiche Umstand führt auch zu einem erhöhten Risiko für Augenschäden, wenn der Mondstaub durch Luftbewegungen - und auch hier gefördert von der reduzierten Schwerkraft auf dem Erdtrabanten - aber auch durch direkten Kontakt über Finger und andere von Staub bedeckte Objekte, in Kontakt mit den Augen kommt. Auch und gerade auf dem Mond seien "Verkratzungen der Augenhornhaut kein Vergnügen und könnten auf einer Mondstation zu wirklichen Notfällen führen", berichtet das NASA-Onlineportal "Astrobiology Magazine" (astrobio.net).

Weitere Untersuchungen - auch vor Ort und damit auf dem Mond selbst - seien nun notwendig damit die Risiken noch besser eingeschätzt werden und besser Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden können, so die Forscher.

grenzwissenschaft-akuell.de
Quelle: NASA, astrobio.net




Archiv: Buzz Aldrins Stiefelabdruck im feinkörnigen Mondboden. | Copyright: NASA

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...de-liefert.html

Washington (USA) - Während die Theorie, nach der unser Mond durch einen Zusammenstoß eines etwa marsgroßen Himmelskörpers, der als "Theia" bezeichnet wird, mit der noch jungen Erde entstand, als die am meisten anerkannte gilt, konnte sie bislang nicht erklären, warum der Mond nahezu ausschließlich aus erdähnlichem Material und nicht aus einer Vermischung von Einschlagstrümmern aus Erde und Theia oder sogar gänzlich aus Theias Überresten besteht. Neue Computerberechnungen in der die junge Erde deutlich schneller rotiert als bislang gedacht, können das bisherige Dilemma nun lösen. Zugleich wollen Forscher eindeutige Beweise für die Einschlagstheorie im Allgemeinen gefunden haben.

Untersuchungen von Mondgestein belegen, dass das Verhältnis der Sauerstoff-Isotope von Erde und Mond nahezu identisch sind, während sie sich von jenen in Meteoriten vom Mars oder Asteroiden deutlich unterscheiden. Vor diesem Hintergrund ist auch davon auszugehen, dass sich eigentlich auch Theias Sauerstoff-Isotopenverhältnis von dem der Erde unterscheiden sollte. Spuren davon sind jedoch in Proben vom Mond nicht zu finden. Doch wie erhält man nun einen Mond, dessen Sauerstoff-Isotopen-Zusammensetzung mit jener der Erde übereinstimmt?

Während frühere Modelle aufgrund der immer noch anhaltenden Fortbewegung des Mondes von der Erde davon ausgingen, dass sich die junge Erde kurz nach dem Einschlag einmal alle fünf Stunden um die eigenen Achse drehte, schlagen Dr. Matija Cuk vom SETI Institute in Mountain View und Professor Sarah Stewart von der Harvard University in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Science" nun einen neuen Mechanismus für die seitherige Verlangsamung der Erdrotation vor. Dieser Bremsmechanismus basiert auf Gezeitenkräften der Sonne auf den Mond, die es wiederum dem Mond erlauben, der Erde Drehmoment regelrecht zu "stehlen" und so diese deutlich stärker abzubremsen. Auf dieser Grundlage wird nun auch eine vollständige Rotation der Erde kurz vor dem Einschlag von nur 2,5 Stunden möglich, die dennoch zum heutigen 24-stündigen Tag führt.

Basierend auf diesen Modellen haben Wissenschaftler um Robin Canup vom Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder im US-Bundesstaat Colorado, ein Kollisionsmodell am Computer durchgespielt und dies ebenfalls aktuell in "Science" veröffentlicht.

In ihrem Modell ließen die Forscher zwei Protoplaneten mit jeweils 45 und 55 Prozent der heutigen Erdmasse zusammenprallen. Die bei diesem Vorgang freigesetzte Energie lässt beide jungen Planeten aufschmelzen und größtenteils zu einem zentralen Planeten verschmelzen, der von einer Scheibe aus Restmaterial des Zusammenstoßes umgeben wird, die sich jedoch binnen 100 Jahren zum Mond zusammenballen.


Im Modell des SwRI lassen zwei etwa gleichgroße protoplanetare Körper einen zentralen Planeten und eine protolunare Scheibe mit dem Inhalt dreier Mondmassen entstehen

Das Ergebnis dieses Modells sind also zwei Objekte (Ein Planet und ein Trabant), die aufgrund einer nahezu vollständigen Vermischung des geschmolzenen Gesteins die gleiche Zusammensetzung aufweisen und zudem eine junge Erde entstehen lassen, die sich vergleichsweise kurz nach dem Einschlag einmal in 2,5 Stunden um die eigene Achse dreht.

Aber auch Cuk und Stewart präsentieren ein eigenes Modell: Dieses geht davon aus, dass ein Tag auf der jungen Erde schon vor dem Einschlag nur 2,5 Stunden dauerte und der einschlagende Körper (Theia) deutlich kleiner aber schneller war als dies bislang für möglich gehalten wurde, wenn aus dem Zusammenstoß der heutige Mond hervorgehen sollte. Auch das Ergebnis dieses Szenarios ist eine noch junge Erde und ein sich aus einer Trümmerscheibe zusammenballender Mond, die beide zu 90 Prozent aus Material der getroffenen Erde und nur zu 10 Prozent aus dem Impaktor (Theia) bestünden.

Simulation (Cuk und Stewart) der Entstehung einer Proto-Erde mit protolunarer Scheibe durch eine bereits schneller rotierende Proto-Erde, die von einem schnellen und kleineren Impaktor getroffen wird

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...eradlinige.html

Pasadena (USA) - Mit Hilfe der Zwillingssonden der aktuellen NASA-Mondmission "GRAIL" (Gravity Recovery and Interior Laboratory) ist es Wissenschaftlern gelungen, die bislang genaueste Schwerkraft-Karte des Erdtrabanten zu erstellen. Dabei sind die Forscher auch auf Anomalien im der Verteilung der Gravitationsstärken gestoßen, die den Mond über Hunderte von Kilometern geradlinig überziehen.

Die neue Karte der Mondgravitation offenbart zahlreiche bislang noch nie gesehene Merkmale des Mondes, darunter einstig tektonische Strukturen, vulkanische Landformen, Einschlagsringe, Krater, zentrale Kraterberge sowie zahlreiche einfache, schalenförmige Krater. Zudem offenbaren die Messungen, dass das Gravitationsfeld des Mondes sich von dem der erdartigen Planeten im Sonnensystem deutlich unterscheidet.

Die Karte selbst ist das Ergebnis des Überflugs der beiden in immer gleichem Abstand zueinander die Mondoberfläche umkreisenden Sonden "GRAIL A und B". Durch die gegenseitige Übertragung von Radiosignalen orten die Sonden bei diesem Formationsflug jegliche Veränderung der Schwerkraft des Mondes, wie sie von sichtbaren Oberflächenmerkmalen wie Bergen, Hügeln, Kratern und Tälern aber auch von verborgenen Massen unterhalb der Mondoberfläche verursacht werden können.



Das Schwerkraftprofil der linearen Anomalien (rot) im Vergleich zum Idealbild eines Dykes (weiß). | Copyright: NASA/JPL-Caltech/CSM

"Anhand dieser Daten haben wir eine Reihe von langen, linear verlaufenden Gravitationsanomalien von mehren hundert Kilometern Länge entdeckt, die die Mondoberfläche überziehen", so der GRAIL-Wissenschaftler Jeff Andrews-Hanna von der Colorado School of Mines.

"Diese geradlinig verlaufenden Gravitationsanomalien deuten auf unterirdische geologische Deiche - sogenannte Dykes - oder lange, dünne vertikale Körper hin, die mit verfestigter Magma gefüllt sind", so der Forscher weiter. Diese Strukturen gehören wohl zu den ältesten Merkmalen auf dem Mond. "Wenn wir diese Strukturen genauer verstehen, wird uns dies einiges über die frühe Geschichte des Mondes verraten."


Auch auf der Erde sind derartige Dykes bekannt und wurden an einigen Orten, wie hier am Beispiel des Ship Rock US-Bundesstaat New Mexico durch Erosion freigelegt. | Copyright: Louis Maher



Die geradlinigen Schwerkraftanomalien auf dem Mond sind nur auf der neuen Gravitationskarte des Erdtrabanten (l. bzw. r. als gepunktete Linie vermerkt), nicht aber als topografischer Oberflächenmerkmale (r.) zu erkennen. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/CSM

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...m-altesten.html

Notre Dame (USA) - US-Wissenschaftler haben Spuren von Wasser im Innern von kristallinen Strukturen von Mineralproben aus der oberen und zugleich urzeitlichen Mondkruste entdeckt, die schon in den 1970er Jahren von den Apollo-Missionen zur Erde gebracht wurden. Die Hochländer des Erdtrabanten gelten unter Wissenschaftlern als Teile der ursprünglichen Kruste des Mondes und bestehen aus Material, dass einst aus einem Magma-Ozean kristallisierte, der einen Großteil des jungen Mondes bedeckte. Die Entdeckung der Forscher legen nahe, dass schon das Innere des frühen Mondes feucht war und dass dieses Wasser nicht - wie bislang vermutet - im Verlauf der Mondentwicklung verloren ging. Die Ergebnisse scheinen damit der bislang vorherrschenden Erklärungstheorie zur Entstehung des Mondes zu widersprechen.

Laut dieser entstand der Mond aus Trümmermaterial, dass bei einem gewaltigen Zusammenstoß der noch jungen Erde mit einem anderen, etwa marsgroßen Himmelskörper (Theia) weggeschleudert wurde und sich in der Umlaufbahn des Mondes zum Erdtrabanten zusammenballte (...wir berichteten, s. Links).

"Da es sich bei dem von uns untersuchten Gestein um mit das älteste Mondgestein überhaupt handelt, muss das Wasser darin auch aus jener Zeit stammen, als der Mond selbst entstanden ist", so Youxue Zhang von der Universitiy of Michigan Zhang. "Das aber ist mit der derzeit populärsten Theorie zur Mondentstehung nur schwer zu erklären, da anhand dieser Vorstellung der heiße Auswurf jegliches Wasser verdampft haben müsste."

Wie die Forscher um Hejiu Hui von der University of Notre Dame und Zhang aktuell in einem Artikel im Fachjournal "Nature Geoscience" berichten, entdeckten sie das Wasser in Körnern aus Kalk-Natrium-Feldspat aus Gestein aus den Mond-Hochländern. Darin eingebettet fanden die Forscher sechs Teile Wasser pro Million Teile Anorthosit.

"Allerdings liegt das gefundene Wasser nicht in flüssiger Form sondern in Hydroxyl-Gruppen vor, die innerhalb der Mineralkörner aus den Apollo-Proben verteilt sind", erläutert Hui. Der Nachweis dieser Hydroxyl-Gruppen belege jedoch, dass das Innere des Mondes während der frühen, noch größtenteils geschmolzenen Phase der Mondentstehung bedeutende Mengen Wasser enthielt, bevor sich die Kruste verfestigte.

"Die Anwesenheit von Wasser", so Hui, "könnte eine deutlich langfristigere Verfestigungsphase des lunaren Magmaozeans belegen, als dies das bislang populäre Modell der Mondentstehung vorsieht."


Der sog. "Genesis-Stein", entnommen von Apollo 15, gehört zum ältesten Mondgestein aus der urzeitlichen Kruste des Erdtrabanten und beinhaltet dennoch Wasser. | Copyright: NASA/Johnson Space Center

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...-explosion.html

Washington (USA) - Schon seit vor rund 400 Jahren die ersten Teleskope auf den Mond gerichtet wurden, rätseln Astronomen und Wissenschaftler über so genannte "transiente Mondphänomene" (Lunar Transient Phenomena, LTP) und bezeichnen damit kurzzeitige, lokale Helligkeits- oder Farbveränderungen auf der Mondoberfläche - kurz Mondblitze. Mitte März 2013 dokumentierten automatische, auf den Mond gerichtete Astro-Kameras den bislang hellsten jemals dokumentierten Lichtblitz auf dem Mond.

"Die Explosion im Mare Imbrium wurde wahrscheinlich von einem 40 Kilogramm schweren Meteoriden von 30 bis 40 Zentimeter Größe verursacht", erläutert Bill Cooke vom Meteoroid Environment Office der NASA. "Die Explosion mit einer Stärke von etwa 5 Tonnen TNT war fast 10 Mal heller als jede andere Explosion, die wir bislang dokumentieren konnten. Jeder, der in diesem kurzen Moment den Mond betrachtet hätte, hätte diese Explosion selbst mit bloßem Auge deutlich sehen können."

Der Wissenschaftler vermutet, dass die Explosion selbst Teil eines Meteoridenstroms war: "In der Nacht des 17. März 2013 beobachteten NASA-Kameras und die All-Sky-Kameras der University of Western Ontario eine ungewöhnliche große Anzahl an tief in die Erdatmosphäre eindringenden Meteore (Sternschnuppen). Diese Feuerkugeln bewegen sich auf nahezu identischen Umlaufbahnen zwischen Erde und dem Asteroidengürtel, was bedeutet, dass auch der Mond zu dieser von diesen getroffen wurde." Der NASA-Astronom vermutet, dass die beiden Ereignisse (Mondblitz und Meteorschauer) miteinander in Verbindung stehen.


Einzelbildsequenz des Einschlags vom 17. März 2013. | Copyright: NASA

Unmittelbar nach der Beobachtung wurde auch das Team von Wissenschaftlern der aktuellen NASA-Mondmission Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) unterrichtet, da der von der Explosion geschlagenen Krater mit bis zu 20 Metern Durchmesser ein ideales Ziel auf für die Kameras der Mondsonde sein könnte.

Die 2005 gestartete Beobachtungsprogramm konnte seither mehr als 300 Einschläge auf dem Mond nachweisen. Im Gegensatz zur Erde, ist der Mond nicht von einer dichten Atmosphäre geschützt. Entsprechende Meteore schlagen also regelmäßig und fast gänzlich ungebremst auf die Oberfläche ein. Die meisten dieser "Sternschnuppen" stammen aus den bekannten Meteorströmen der Perseiden und der Leoniden. Der Rest sind sporadisch eintreffende Meteore, beispielsweise Teile von Kometen und Asteroiden und Trümmer unbekannter Herkunft.


Künstlerische Darstellung eines Einschlags auf dem Mond (Illu.). | Copyright/Quelle: NASA

Ein Vergleich zwischen der Helligkeit der Explosion und der Größe des Kraters könnte den Forschern wichtige Informationen über solche Einschläge auf dem Mond liefern. Das Ziel der LTP-Beobachtungen ist es, neue bzw. bislang unbekannte Ströme aus Weltraumtrümmern zu entdecken, die eine potentielle Bedrohung für das Erde-Mond-System darstellen. Von den Ergebnissen erhoffen sich die Wissenschaftler dann auch genauere Daten zum Schutz der geplanten zukünftig bemannten Mondmissionen und Mondstationen. Zumindest während der bekannten Meteor- und Trümmerströme sollten sich zukünftige Mondreisende und -Bewohner einen Moondwalk also verkneifen.

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...ission-zum.html

Washington (USA) - Zwei private Raumfahrtunternehmen haben angekündigt, bis spätesten 2018 die erste private Mission zum Südpol des Mondes zu starten. Auf einem Kraterrandberg des Malapert-Kraters wollen die "International Lunar Observatory Association" (ILOA) und das Start-Up-Unternehmen "Moon Express" eine unbemannte fernopperierte Teleskop-Station errichten, um von hier aus ungehindert von atmosphärischen Störungen astronomische Beobachtungen zu betreiben.

Zugleich, so berichten die Raumfahrt-Visionäre auf einer Pressekonferenz, blockiere der Mond die störende elektronmagnetische irdische Geräuschkulisse unserer eigenen Zivilisation. Die Idee zur Mission basiert auf von Wissenschaftlern schon seit langem gehegten Plänen der Errichtung eines stets von der Erde abgewandten Teleskops auf der sogenannten "dunklen (also von der erde abgewandten) Seite des Mondes". Als Ergebnis erhoffen sich die Forscher Aufnahmen und Beobachtungen in einer Qualität wie sie von bisherigen erdgestützten und Weltraumteleskopen nicht erreicht werden konnte.

Während Stationen auf der Rückseite des Mondes eine kostenaufwendige satellitengestütze Datenübertragung zur Erde benötigen würden, bietet der bis zu fünf Kilometer hoch gelegene Rand des Malapert-Kraters am Südpol des Mondes den Vorteil einer direkten Verbindung zur Erde und liegt dennoch (wie die vom Mond abgewandte Seite) im Radio-Schatten der Erde, erläuterte der ILOA-Mitbegründer Steve Dust. Zugleich ist der Krater 90 Prozent der Rotationsperiode des Mondes gleichmäßig ausgeleuchtet wodurch eine dortige Station auch nicht den teilweise extremen Temperaturschwankungen von zwischen 120 und minus 170 Grad Celsius unterliegen würde und so zugleich auch in idealer Weise durch Sonnenlichtkollektoren mit Energie versorgt werden. Hier, so die Visionäre, liegt aus diesen Gründen auch der idealste Ort für eine zukünftige bemannte Mondsiedlung und der beste Ort für den Abbau hier ebenfalls reichlich vorhandener seltener Mineralien und der Gewinnung von Wasser.

Während das Transportunternehmen "Moon Express" (moonexpress.com) frühestens 2016 aber nicht später als 2018 mit einem Rover die Gegend erkunden will, will die ILOA (iloa.org) ein zwei Meter durchmessendes Radioteleskop nebst einer kleineres optischen Teleskopeinheit auf dem Mondberg errichten. Zuvor soll 2015 eine Sonde den hart umkämpften und mit 20 Millionen US-Dollar dotierten "Google Lunar X-Prize" für die erste erfolgreiche private Mond-Rover-Mission einfahren und mit "ILO-X" die Vorgängerstation auf dem Erdtrabanten platzieren. Das Teleskop soll sowohl Astronomen zur Verfügung stehen als auch via Internet von Privatpersonen sowie kommerziell genutzt werden können.

Die Kosten des Unterfangens schätzen die beiden Unternehmen auf rund 100 Millionen US-Dollar und hoffen auf eine Beteiligung nationaler Raumfahrtagenturen und weiterer privater Unternehmen.

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quellen: moonexpress.com, iloa.org


Künstlerische Darstellung des ILO-Station nebst Rover am Malapert-Krater am Mondsüdpol. | Copyright: Moon Express/ILOA

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...rquelle-im.html

Laurel (USA) - Anhand der Daten den NASA-Instruments "Moon Mineralogy Mapper (M3)" an Bord der indischen Mondsonde Chandrayaan-1 haben die Forscher auf der Mondoberfläche magmatisches Wasser nachweisen können. Wasser, das tief im Innern des Mondes seinen Ursprung hat. Was genau diese Quelle ist, ist bislang jedoch noch völlig unklar.

Wie die Forscher um Rachel Klima vom Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory aktuell im Fachjournal "Nature Geoscience" berichten, stellt der Fund den ersten Nachweis dieser Art von Wasser in Mondorbit dar. Tatsächlich hatten aber schon frühere Studien Hinweise auf Wasser magmatischen Ursprungs in zur Erde zurückgebrachten Mondproben der Apollo-Missionen gefunden.

Das M3-Instrument konzentrierte seine Messungen auf den Einschlagskrater Bullialdus in der Nähe des Mondäquators. Forscher waren an einer Analyse dieses Gebietes interessiert, um so noch besser die Mengen an Wasser im Innern des Mondgesteins abschätzen zu können – besteht der Zentralanhöhe dieses Kraters doch aus einer Gesteinsart, die tief im Innern von Mondkruste und -mantel entsteht, wenn Magma im Untergrund gebunden wird.

"Dieses Gestein findet sich normalerweise tief unterhalb der Mondoberfläche", erläutert Klima. "Hier wurde es jedoch durch den Kratereinschlag an die Oberfläche befördert. (...) Im Vergleich zur Kraterumgebung weist dieser Zentralberg eine signifikante Konzentration an Hydroxyl und damit eines Moleküls aus, das aus einem Sauerstoff- und einem Wasserstoffatom besteht. Das ist eine Beweis dafür, dass dieses Gestein im Innern dieses Kraters Wasser enthält, das von unterhalb der Mondoberfläche stammt.


Gestein aus dem Mondinnern im Zentrum des Mondkraters Bullialdus. | Copyright: NASA

Schon 2009 lieferte das M3-Instrument die erste mineralologische Karte der Mondoberfläche und entdeckte dabei Wassermoleküle in den Polarregionen des Erdtrabanten. Von diesem "Mondwasser" gehen Forscher jedoch aus, dass es sich in einer dünnen Oberflächenschicht durch Interaktionen des Sonnenwindes mit der Mondoberfläche bildet (...wir berichteten, s. Links). Der Billialdus-Krater befindet sich nun jedoch in einer Region, die für eine solche Erklärung für die Entstehung von Wassermolekülen eher ungeeignet ist.

Viele Jahre lang gingen Wissenschaftler davon aus, dass Mondgestein knochentrocken sei und das es sich bei Wassermolekülen, die in den Apollo-Proben gefunden wurden, um irdische Kontamination handeln müsse. "Nachdem wir aber jetzt Wasser entdeckt haben, dass aller Wahrscheinlichkeit aus dem Innern des Mondes stammt, können wir damit beginnen, dieses Wasser in einen Kontext mit anderen Merkmalen der Mondoberfläche zu setzten", so Klima abschließend. "Dieses interne magmatische Wasser liefert uns auch Schlüsselantworten auf Fragen nach vulkanischen Prozessen und dem Inneren Aufbau des Mondes, die wiederum neue Rückschlüsse über die Entstehung des Mondes und über die magmatischen Prozesse und deren Veränderungen durch die Abkühlung, zulassen werden.

"NASA-Missionen wie 'Lunar Prospector' und 'Lunar Crater Observation and Sensing Satellit' sowie Instrumente wie M3 haben bedeutende Daten geliefert, die unsere Vorstellung davon, ob es Wasser auf dem Mond gibt, grundlegend verändert haben", kommentiert S. Pete Worden, Direktor am Ames Research Center der NASA. "Auf ähnliche Weise hoffen wir, dass die baldigen NASA-Missionen wie die des 'Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer' (LADEE), schon bald auch unser Bild über die Atmosphäre und den 'Himmel' des Mondes verändern wird." Nach bisheriger Planung soll LADEE am 6. September zum Mond starten.


Der Zentralberg im Mondkrater Bullialdus. | Copyright: NASA/GSFC/Arizona State University

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...en-sie-den.html

Tempe (USA) - Blicken wir bei entsprechender Mondphase an den Nachthimmel, so sehen wir stets die gleiche uns zugewandte Seite des Erdtrabanten. Grund hierfür ist, dass der Mond an unsere Erde rotationsgebunden ist - er dreht sich also während eines Umlaufs um die Erde im gleichen Drehsinn einmal um die eigenen Achse. Aufnahmen der NASA-Mission Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ermöglichen nun jedoch die Simulation einer Gesamtrotation des vollständig ebenmäßig angeleuchteten Mondes in hochaufgelöster Darstellung.

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...onen-jahre.html

Washington D.C. (USA) - Glaubt man der derzeit gängigen Lehrmeinung, so entstand der Mond vor rund 4,568 Milliarden Jahren, als ein Planet von der Größe des Mars (Theia) mit der noch jungen Erde nur kurz nach der Entstehung des Sonnensystems zusammenstieß. Neue Analysen von Mondgestein legen nun jedoch nahe, dass sich diese gewaltige Kollision und damit auch die Entstehung des unseres natürlichen Trabanten vor 4,4 und 4,5 Milliarden ereignete.

Wie Richard Carlson von der Carnegie Institution for Science aktuell auf der "Origin of the Moon"-Konferenz der Royal Society in London berichtete, wäre damit der Erdenmond nicht nur ganze 100 Millionen Jahre jünger als bislang gedacht, diese Erkenntnis würde auch die derzeitige Vorstellungen über die junge Erde und ihren Trabanten verändern. Schließlich habe dieses Szenario, so der Forscher, einige wichtige Konsequenzen, die es nun genauer zu ergründen gelte. "Die Erde könnte zu dieser Zeit beispielsweise schon über eine Ur-Atmosphäre verfügt haben, die von einem solchen Zusammenstoß jedoch zerstört worden wäre."

Während das Alter des Sonnensystems im Allgemeinen anhand von relativ kleinen Himmelskörpern wie Asteroiden ziemlich genau bestimmt werden kann, ist eine Datierung der Entstehung ganzer Planeten deutlich schwieriger. "Im Vergleich etwa zum Asteroiden Vesta benötigte die Erde sehr viel länger, um auf ihre heutige Größe anzuwachsen. Jeder Wachstumsschritt löscht dabei sozusagen 'Erinnerungen' an frühere Ereignisse (mit deren Hilfe eine zeitliche Zuordnung möglich ist) aus", erläutert Carlson.

Die neuen Analysen legen nun nahe, dass das Gestein, das durch das Abkühlen des globalen Magma-Ozeans, der den Mond kurz nach seiner gewaltigen Entstehung bedeckt haben soll, 4,360 Milliarden Jahre alt ist. Auf der Erde haben Wissenschaftler an mehreren Orten Hinweise auf eine vergleichbar gewaltige Gesteinsschmelze vor 4,45 Milliarden Jahren gefunden.

Die Entstehung des Mondes, so sie sich gemäß der derzeit gängigen Kollisions-Theorie ereignete, müsste also in etwa in diesem Zeitraum und nicht schon, wie bislang angenommen, 100 Millionen Jahre zuvor, stattgefunden haben.


Kollision zweier protoplanetarer Körper im noch jungen Sonnensystem (Illu.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...nordpol-im.html

Greenbelt (USA) - NASA-Forscher präsentieren die Nordpolregion des Mondes, wie sie bislang noch nie zu sehen war: Interaktiv lässt sich ein Mosaik aus über 10.000 Einzelbildern bis auf eine Auflösung von zwei Metern pro Pixel interaktiv betrachten, steuern und zoomen. Insgesamt deckt das "Gigapan Image" auf diese Weise eine Fläche von etwa einem Viertel der Landmasse der USA ab und lädt so Schreibtisch-Mondforscher zur Erkundung der Mondoberfläche in HD ein.

Insgesamt bildet das Gigapan-Mosaik die Nordpolregion des Erdtrabanten anhand von 10.851 Einzelaufnahmen auf einer Fläche von 931.070 Quadratpixeln (876 Millionen Pixel) ab. Ein Ausdruck des Mondmosaiks in Druckauflösung von 300dpi wäre größer als ein Fußballfeld und 3,3 Terabyte groß. Für eine funktionale Handhabung und Online-Betrachtung des gesamten Mosaiks am heimischen Computer wurde die Aufnahme in Millionen von kleinen, komprimierten Datenpaketen aufgeteilt.

Die Aufnahmen selbst stammen von der NASA-Mondsonde "Lunar Reconnaissance Orbiter" (LRO). Das Zusammenstellen und Abgleichen der oft unterschiedlichen Belichtungssituationen aufeinander kostete die NASA-Forscher um Mark Robinson von der Arizona State University rund vier Jahre.

http://lroc.sese.asu.edu/images/gigapan/


Blick auf die interaktive und hochaufgelöste Ansicht des Mondnordpols. |
Copyright: NASA/Goddard/Arizona State University

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...ellung-vom.html

Los Angeles (USA) - Anhand neuer Untersuchungen des Minerals Apatit, wie es auch in einer Vielzahl von Mondgesteinsproben entdeckt wurde, zweifeln US-Forscher an der erst wenige Jahre alten Vorstellung vom schon kurz nach seiner Entstehung "feuchten Mond".

Wie die Forscher um Jeremy Boyce von der University of California und Dr. Francis McCubbin von der University of New Mexico aktuell im Fachjournal "Science" (DOI: 10.1126/science.1250398) berichteten, könnte das Mineral, dessen Name sich von der altgriechischen Bezeichnung für "täuschen" ableitet, Wissenschaftler tatsächlich fälschlicherweise davon überzeugt haben, dass schon der noch junge Mond feuchter war als er in Wirklichkeit ist.

Erst in den vergangenen 10 Jahren hatten erneute Analysen von in Mondgestein eingeschlossenen vulkanischen Glas und das darin beinhaltete Apatit die jahrzehntelang gehegte Vorstellung vom Mond als staubtrockenem Himmelskörper ins Wanken gebracht und die Vorstellung von einem in Wirklichkeit feuchten jungen Erdtrabanten etabliert.

Gemeinsam mit Kollegen haben Boyce und McCubbin die Bildung des Minerals unter Zunahme verschiedener flüchtiger Elemente simuliert - darunter Wasserstoff, Chlor und Fluor. Hierbei konnten sie zeigen, dass Apatit nicht der eindeutige Indikator für den Wassergehalt des Mondbodens, für den er in den vergangenen Jahren gehalten wurde.

Der Anteil an Wasser im Mondgestein spielt eine bedeutende Rolle für die bislang vorherrschende Theorie über die Entstehung unseres Mondes. Laut dieser kollidierte vor mehreren Milliarden Jahren die noch junge Erde mit einem etwa marsgroßen Himmelskörper (Theia) wonach sich der Mond aus dem noch heißen Auswurfmaterial dieser Kollision formte und abkühlte.

Folgt man dieser Theorie jedoch, so sollten sämtliche flüchtigen Elemente - darunter eben auch das Wasser - fasst gänzlich verdampft und der junge Mond tatsächlich jener nahezu trockene Himmelskörper gewesen sein, als der er jahrzehntelang angesehen und dargestellt wurde.

Während die Studie die Existenz von Wasser im Mondgestein nicht in Frage stellt und sogar darauf verweist, dass ein bestimmter Anteil des "Mondwassers" durch die (spätere) Interaktion des Mondbodens mit dem Sonnenwind gebildet wurde. Dennoch scheine es nun doch so zu sein, dass "der mit weniger Wasseranteilen als die Erde entstanden sein könnte", so McCubbin abschließend gegenüber der BBC.


Mondaufgang hinter der Erde, aufgenommen von dem japanischen ISS-Asronauten Koichi Wakata im Februar 2014.
| Copyright: JAXA/Koichi Wakata

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...che-uhr-zu.html

Bayreuth (Deutschland) - Während Versuche, das Alter des Mondes mit Hilfe radiometrischer Methoden zu bestimmen, bislang immer zu unterschiedlichen Ergebnissen zwischen 30 und 100 Millionen Jahren nach Entstehung des Sonnensystems geführt haben, hat nun ein internationales Forschungsteam ein gänzlich neues Verfahren entwickelt und angewendet, um die Entstehungszeit unseres Mondes zu bestimmen - unabhängig vom radioaktiven Zerfall von Atomkernen im Mondgestein.

Wie die Forscher um Prof. Dr. David Rubie und Seth A. Jacobson vom Bayerischen Geoinstitut (BGI), an der Universität Bayreuth aktuell im Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature13172) berichten, ist der Mond demnach frühestens 63 Millionen Jahre und spätestens 127 Millionen Jahre nach unserem Sonnensystem entstanden. Genauer genommen, entstand der Erdtrabant erst nachdem sich vor rund 4,6 Milliarden Jahren aus der gasförmigen protoplanetaren Scheibe um unsere Sonne die ersten Planeten herausgebildet haben.

Damit bestätigt die neue Altersbestimmung des Mondes einige, aber nicht alle bisherigen Datierungen und widerlegt insbesondere jene Berechnungen, welche die Entstehung des Mondes deutlich früher - nämlich schon rund 30 Millionen Jahre nach dem Ursprung des Sonnensystems - angesetzt hatten.

Die Forschungsarbeiten, die schließlich zur neuen Altersbestimmung des Mondes geführt haben, zielten zunächst darauf ab, genauere Erkenntnisse über die Entstehung von Merkur, Venus, Erde und Mars zu gewinnen, berichtet die Pressemitteilung der Universität Bayreuth. "Diese Planeten werden als 'terrestrische Planeten' oder auch als 'innere Planeten' des Sonnensystems bezeichnet. Sie haben sich dadurch herausgebildet, dass viele Tausende von planetarischen Kleinkörpern um die Sonne rotierten und dabei allmählich zu größeren Massen zusammengewachsen sind. Diese Akkumulation, die für die Entwicklungsgeschichte der terrestrischen Planeten bestimmend gewesen ist, haben die Wissenschaftler in über 250 Computersimulationen nachgeahmt."

In ihren Untersuchungen knüpften die Wissenschaftler an eine Hypothese zur Entstehung des Erdmondes an, die in der Fachwelt als gut begründet gilt und sich weitgehend durchgesetzt hat: Laut dieser ist im Verlauf der Entstehungsgeschichte der terrestrischen Planeten ist ein planetenähnlicher, etwa marsgroßer Körper (Theia) auf die noch junge Erde geprallt, die sich zu diesem Zeitpunkt bereits als Planet mit festem Gesteinsmantel herausgebildet hatte. Infolge dieses Aufpralls wurden riesige Wolken von Staub und Gesteinsbrocken in die Erdumlaufbahn geschleudert. Hier akkumulierten sie zu einer immer größeren Masse: dem heutigen Mond.


Gleichzeitig aber löste der aufgeprallte planetare Körper auf der Erde erhebliche Schmelzprozesse aus. Dabei wurde Eisen, das im Mantel der Erde eingelagert war, geschmolzen und sank aufgrund seiner hohen Dichte zur Mitte der Erde, wo es den Erdkern bildete. Nicht nur Eisen, sondern auch diejenigen chemischen Elemente, die als "siderophil" (also als "eisenliebend") bezeichnet werden, weil sie vorzugsweise zusammen mit Eisen auftreten, wurden aus dem Mantel gelöst. Sie wanderten ebenfalls in den Erdkern. Es handelt sich dabei unter anderem um Gold, Iridium, Ruthenium, Rhenium, Osmium und Platin. Dies bedeutet: Während sich in der Erdumlaufbahn der Mond bildete, waren im Erdmantel keine oder fast keine siderophilen Elemente mehr vorhanden.

Der heutige Erdmantel enthält nun aber bekanntlich erhebliche Anteile von siderophilen Elementen. Diese, da sich Planetenforscher und Astrophysiker einig, gelangten nach dem beschrieben Zusammenprall ("Giant impact") mit größeren und kleineren Gesteinsmengen aus dem Sonnensystem auf der Erde gelangt. Im Laufe von Jahrmillionen haben sie die Masse der Erde stetig vergrößert, und sie haben dabei auch den Erdmantel wieder mit siderophilen Elementen "aufgefüllt".

Die geochemische Forschung kann diese Anteile siderophiler Elemente im Erdmantel mit hoher Genauigkeit bestimmen. Aufgrund von empirischen Daten und theoretischen Berechnungen hat sich herausgestellt: "Die Zunahme der Erdmasse nach dem 'Giant impact' ist proportional zum Anstieg der siderophilen Elemente im Erdmantel verlaufen", so die Forscher. Deshalb lässt sich aus den heutigen Konzentrationen dieser Elemente im Erdmantel zuverlässig ableiten, wie viel die Erde in den Millionen von Jahren nach dem großen Aufprall zugenommen hat; oder anders gesagt: wie groß die Gesamtmasse der Gesteinsmengen ist, die danach auf die Erde eingestürzt sind. Neuesten geochemischen Berechnungen zufolge sind weniger als 1 Prozent der heutigen Erdmasse auf diesen Zuwachs zurückzuführen.

Und genau an diesem Punkt setzte das Team um Prof. Rubie und Jacobson an. Die Planetologen und Astrophysiker haben die Forschungsarbeiten, in denen sie die Herausbildung der terrestrischen Planeten im Sonnensystems simuliert haben, im Hinblick auf die Frage ausgewertet, wann es ein Zeitfenster gegeben hat, in dem sich die Erdmasse in dieser Weise vergrößern konnte - und dieses Zeitfenster auch tatsächlich entdeckt.

"Weil der 'Giant impact' sich unmittelbar vor diesem Zeitraum ereignet haben muss, lässt sich nun auch die Entstehung des Mondes entsprechend datieren: nicht eher als 63 Millionen Jahre nach dem Ursprung des Sonnensystems, aber auch nicht mehr als 127 Millionen Jahre später", so die Forscher.

"Unsere Simulationen haben uns in Verbindung mit der geochemischen Forschung eine geologische Uhr in die Hand gegeben, mit denen wir planetengeschichtliche Prozesse wie die Entstehung des Mondes völlig unabhängig von radiometrischen Verfahren datieren können", erklärt Prof. Rubie. "Wir sind also nicht mehr länger abhängig von der Messung und Interpretation des radioaktiven Zerfalls in Atomen – und kommen zugleich zu genaueren Ergebnissen."




Künstlerische Darstellung des Aufpralls eines etwa marsgroßen planetaren
Körpers mit der jungen Erde, aus dem heraus - so die derzeit gängige Theorie
- der Mond entstanden ist (Illu.). | Copyright: NASA/JPL/Caltech

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspo...en-auf-dem.html

Kent (England) - Noch heute, so die Schlussfolgerung einer aktuellen Studie britischer Wissenschaftler, könnten auf dem Mond Fossilien urzeitlichen irdischen Lebens zu finden sein, das einst im Innern irdischer Meteoriten auf die Oberfläche des Erdtrabanten gelangte.

Wie die Forscher um Professor Mark Murchell vom Centre for Astrophysics an der University of Kent aktuell im Fachjournal "Philosophical Transactions of the Royal Society A" (DOI: 10.1098/rsta.2013.0190) berichten, haben sie simuliert, ob versteinerte mikroskopisch kleine Kieselalgen, sogenannte Diatomeen (Bacillariophyta), die mit Meteoriten von der Erde auf den Mond gelangt sein könnten, dort bis heute bewahrt werden konnten.

In ihren Experimenten haben die Forscher einen an diesen Mikrofossilien reichhaltigen irdischen Stein zu Pulver zermahlen, dieses mit Wasser vermischt und tiefgefroren, um so einem Meteoriden zu simulieren und im Labor auf eine simulierte Reise von der Erde auf die Mondoberfläche zu schicken.

Das Ergebnis: Sollte je auf dem Mond ein von der Erde stammender Meteorit gefunden werden - ähnlich, wie wir heute Meteoriten vom Mond auf der Erde finden - so könnte dieser Brocken durchaus Fossilien urzeitlichen irdischen Lebens beinhalten.

Zwar hatten Forscher schon vor Muchell und Kollegen diese Vermutung, doch war es bislang nicht gelungen, diesen Vorgang auch zu simulieren. In ihren Versuchen nutzten die Forscher eine große Gas-Kanone um den simulierten Meteoriden in einen Wasserbehälter zu schießen. Damit simulierten die Forscher zunächst jenen Einschlag, durch den der Erdbrocken in eine Erdumlaufbahn katapultiert wurde, während zugleich die rasante Beschleunigung und der bei Aufprall auf dem Wasser entstehende hohe Druck den Hochgeschwindigkeitseinschlag auf der Mondoberfläche simulierte.

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: kent.ac.uk



Archiv: Mikroskopische Aufnahme von Diatomeen mit Rheinbergbeleuchung.
| Copyright: Frank Fox, CC-by-SA-3.0