Was uns Mondkrater über die Erde und unser Sonnensystem sagen können

Asteroideneinschläge haben hier auf der Erde einen schlechten Ruf – es ist der charakteristische Sieg der Dinosaurier in der Öffentlichkeitsarbeit – aber es ist der Mond, der wirklich die Narben des Lebens in unserer unordentlichen Nachbarschaft trägt.



Das liegt daran, dass die Erde über ein Arsenal von Kräften verfügt, die die von den Einschlägen hinterlassenen Krater langsam abtragen. Und das ist frustrierend für Wissenschaftler, die die Trümmer, die um unser Sonnensystem herumwirbeln, besser verstehen wollen. Eine neue Studie nutzt die pockennarbige Mondoberfläche, um die Geschichte der Dinge zu verfolgen, die sowohl auf unseren Mond als auch auf die Erde einschlugen, und findet Anzeichen dafür, dass unsere Nachbarschaft vor etwa 290 Millionen Jahren viel unordentlicher wurde.



'Es ist eine coole Studie, die über unser dynamisches Sonnensystem spricht, und es ist gut, dass es da draußen ist', sagte Nicolle Zellner, Physikerin am Albion College in Michigan, die nicht an der neuen Forschung beteiligt war, gegenüber demokratija.eu. 'Es wird die Leute dazu bringen, darüber nachzudenken und es zu testen, das ist also aufregend.' [ Wie der Mond entstand: 5 wilde Mondtheorien ]

Erde und Mond sind auf der Skala des Sonnensystems nahe genug, dass streunende Asteroiden mit etwa der gleichen Frequenz aufeinanderprallen sollten. (Die Erde kann mit ihrer stärkeren Schwerkraft ein paar mehr anziehen, und die Erde erleidet aufgrund ihrer größeren Oberfläche wahrscheinlich mehr Treffer – aber in Bezug auf den Aufprall pro Quadratmeile sollten sie ungefähr gleich sein.)



Wissenschaftler haben hier auf der Erde nur etwa 180 Einschlagskrater identifiziert, im Gegensatz zu Hunderttausenden von Mondeinschlagskrater . Die Erde wischt sie mit Wind und Regen, Ozeanen und Plattentektonik weg. 'Der Mond ist perfekt, um Krater zu studieren', sagte Sara Mazrouei, eine Planetenwissenschaftlerin, die die neue Forschung während ihres Doktoratsstudiums an der Universität von Toronto leitete, gegenüber demokratija.eu. 'Alles bleibt da.'

Ein Bild des Mondes und seiner größeren, jüngeren Krater.

Ein Bild des Mondes und seiner größeren, jüngeren Krater.(Bildnachweis: Dr. A. Parker, Southwest Research Institute)



Um die Geschichte der Einschläge zu verfolgen, mussten Wissenschaftler jedoch nicht nur Krater identifizieren, sondern auch ihr Alter schätzen. Und das ist auf dem Mond viel schwieriger als auf der Erde, da Geologen derzeit keine Mondkrater direkt beproben können.

Das Team hinter der neuen Forschung entschied sich also für eine überraschende Messung: Wie gut nahegelegene Felsen die Wärme während der langen, kalten Mondnacht speichern. Das mag wie eine schrecklich zufällige Messung erscheinen. Aber wenn ein großer Impaktor den Mond trifft, schaufelt er einen Krater aus und übersät die umgebende Landschaft mit Felsbrocken, die aus diesem Material stammen. Im Laufe der Zeit werden diese Gesteine ​​von kleineren Impaktoren getroffen, die sie in immer kleinere Gesteine ​​zerbrechen, die schließlich zu staubigem Regolith werden. Daher argumentierte das Team, dass ältere Krater von feineren Gesteinen und jüngere Krater von größeren umgeben wären.

Wenn diese Landschaft dann von einem 14-tägigen Mondtag in eine 14-tägige Mondnacht übergeht, ändert sich die Temperatur mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. 'Die Idee ist, dass große Felsen die ganze Nacht hindurch Wärme speichern können, während Regolith oder Sand Wärme verliert', sagte Mazrouei. 'Wenn die Krater älter werden, werden sie weniger felsig.' Im Gegenzug kühlen sie schneller ab.



Mazrouei und ihre Kollegen haben sich also Wärmebilddaten eines Instruments namens Diviner an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA angesehen, das seit 2009 den Mond umkreist. Das Team identifizierte 111 einzelne Krater, von denen sie wussten, dass sie weniger als 1 Milliarde Jahre alt waren, analysierte ihre Wärmesignaturen und schätzten ihr Alter anhand eines Modells, wie schnell Mondbrocken zerfallen.

Das Ergebnis zeigte ein faszinierendes Muster: ein Anstieg der Einschlagsraten vor etwa 290 Millionen Jahren, als sich die Kraterraten mehr als verdoppelt zu haben scheinen. Das würde darauf hindeuten, dass sich zu dieser Zeit in unserem Sonnensystem etwas Wesentliches geändert hat – vielleicht, so das Team, einen großen Weltraumfelsen im Asteroidengürtel sich auflösen und näher an Erde und Mond wandern. Beim Vergleich der Krater, die wir hier auf der Erde kennen, mit ihren Ergebnissen, sieht das Team ähnliche Muster, was darauf hindeutet, dass Wissenschaftler eine ziemlich repräsentative, wenn auch kleine Ansammlung von Kratern gefunden haben.

Nicht alle sind überzeugt. 'Die Ergebnisse sind faszinierend, aber ich denke, dass die tatsächliche Unterstützung für diese Schlussfolgerungen ziemlich schwach ist', sagte Jay Melosh, ein Planetenwissenschaftler an der Purdue University, der nicht an der neuen Forschung beteiligt war, gegenüber demokratija.eu. Insbesondere ist er nicht von dem von ihnen verwendeten Boulder-Disintegrationsmodell überzeugt – er glaubt, dass es nicht richtig erklärt, wie sich dieser Prozess beschleunigt, wenn die Gesteine ​​kleiner werden. Und er sieht nicht genug Erdkrater, um solide statistische Analysen zu stützen; er befürchtet, dass sie mit einer zu kleinen Stichprobengröße arbeiten. [ Der Mond: 10 überraschende Fakten zum Mond ]

'Das bedeutet nicht, dass es falsch ist, aber es bedeutet auch nicht, dass es richtig ist – wir wissen es einfach nicht', sagte Melosh. 'Dies ist ein nobler Versuch, ein bisschen weiter zu gehen als die Datenunterstützung.'

Zellner versteht, wie schwierig es sein kann, Mondkrater zu studieren: Sie hat mit den Glaströpfchen gearbeitet, die bei Einschlägen entstehen und in Proben, die von den Apollo-Astronauten gesammelt wurden, zur Erde zurückgetragen werden. Aber die Datierung dieses Glases ist selbst mit Labortechnologie immer noch eine Herausforderung, und die Proben stammen alle von einem kleinen Fleck der Mondoberfläche. Orbiter-Daten bringen Wissenschaftler in größere Entfernung, decken jedoch die gesamte Mondoberfläche ab – keine Methode ist perfekt.

„Wir machen unser Bestes mit dem, was wir jetzt haben“, sagte Zellner. „Das ist Wissenschaft, richtig? Wir veröffentlichen Ideen, und dann finden wir Wege, diese Ideen zu testen, und die Idee hat sich entweder bewährt oder nicht.'

Und alle drei Wissenschaftler lieferten überzeugende Gründe, warum es sich lohnt, die Einschlagsgeschichte des Mondes herauszufinden. Da ist zunächst natürlich der eigennützige Ansatz: Erdkrater können mit einigen unangenehmen Nebenwirkungen einhergehen.

'Jeder interessiert sich für die Kraterbildungsrate auf der Erde, weil wir nicht wie die Dinosaurier enden wollen', sagte Melosh. Die katastrophalen Folgen des Aufpralls löschten eine atemberaubende drei von vier Arten zu dieser Zeit am Leben, obwohl das Aussterben unseren eigenen Säugetiervorfahren viel Raum zum Gedeihen ließ. 'Wir sollten unserem glücklichen Meteoriten danken, aber für alle anderen auf dem Planeten war es ziemlich schlecht.' Lerne genug über Auswirkungen, so die Theorie, und wir können vielleicht beim nächsten Mal unsere eigenen Skins retten.

Für Zellner gibt es noch einen exotischeren Reiz: Mehr über unser eigenes Sonnensystem zu erfahren, könnte Wissenschaftlern helfen, nicht nur unsere eigene Nachbarschaft, sondern auch die Prozesse zu verstehen, die das Sonnensystem geprägt haben außerirdische Sonnensysteme die Wissenschaftler immer wieder entdecken.

Mazrouei sieht die Arbeit als Beispiel dafür, wie verschiedene Körper des Sonnensystems einander beleuchten können. Einer ihrer Co-Autoren freut sich schon darauf, wie die BepiColombo-Mission zum Merkur, bewaffnet mit einem ähnlichen Instrument wie jetzt auf dem Mond, in der Lage sein wird, Kraterstudien um eine weitere Dimension zu erweitern.

Die Erde ist großartig zum Leben, aber Wissenschaftler können ihre Vergangenheit nicht von zu Hause aus zusammenfassen. Man muss den Mond und seine unberührte Krateroberfläche studieren, um zu verstehen, was unser Planet durchgemacht hat, sagte Mazrouei. 'Wir können auch viel der Erdgeschichte entwirren.'

Die neue Forschung ist beschrieben in ein Papier heute (17. Januar) in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

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