Wer an die Mondoberfläche denkt, hat Bilder von trockenen, staubigen Geröllwüsten im Kopf. Schon lange ist bekannt, dass es an den kalten Mond-Polen durchaus Wasser in gefrorener Form gibt: Die dortigen tiefen Krater liegen immer im Schatten. Bislang gingen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler davon aus, dass es auf der restlichen Mond-Oberfläche zwischen den Polen kein Eis gibt. Denn das müsste, so legen Computermodelle nahe, unter der Sonnenbestrahlung verdunsten.
Jetzt aber sind sich Nasa-Forschende sicher, dass sogar ein großer Teil der Mond-Oberfläche von gefrorenem Wasser überzogen ist. Ein Rätsel, denn die Entdeckung sei „völlig kontraintuitiv“. wie Björn Davidsson vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa in Südkalifornien. Denn: „Wasser sollte in dieser rauen Umgebung nicht überdauern. Dies stellt unser Verständnis von der Mondoberfläche in Frage und wirft faszinierende Fragen darüber auf, wie flüchtige Stoffe wie Wassereis auf luftlosen Körpern bestehen können.“
Wasser auf dem Mond: Forschende nutzen Aufnahmen der Apollo-Missionen
Genau das haben er und Co-Autorin Sona Hosseini, die ebenfalls am JPL forscht, nun in einer Studie genauer untersucht. Eine These: Das Eis wird im Innern von Gestein gehalten oder befindet sich unter Glasschichten, die bei Meteoriteneinschlägen entstanden sind. Diese Theorie mussten Hosseini und Davidsson nun aber revidieren. Denn die Wassermenge auf dem Mond wird jeweils zur Mittagszeit, wenn die Sonne am höchsten steht, zunächst weniger und nimmt gegen Abend wieder zu: Das Wasser verschwindet also scheinbar zunächst und kehrt dann wieder auf die Oberfläche zurück.
Nasa findet neue Spuren von Wasser auf dem Mond
Das Forschungsteam passte das Computermodell an und ergänzte es um Karten vom Mond und Bilder vom Mond, die unter anderem bei den Apollo-Raumfahrtmissionen zwischen 1969 und 1972 entstanden waren. Im Computermodell wurden nun auch verstärkt die Unebenheiten und Rauheit der Mondoberfläche und die Bedeutung von schattigen Regionen berücksichtigt.
So kamen sie auf die Lösung:
Weil es keine dichte Atmosphäre auf dem Mond gibt, werden Wärme und Kälte nicht – mehr oder minder – gleichmäßig über die Oberfläche verteilt. In den tiefen Schatten neben Felsen und in Kratern können extrem kalte Temperaturen von Minus 160 Grad und weniger herrschen. Direkt daran angrenzend gibt es Bereiche, die mit Tages-Temperaturen von über 100 Grad extrem heiß sind. Im Verlauf des Mondtages wird der Oberflächenfrost in den extrem kalten, schattigen Bereichen allmählich dem Sonnenlicht ausgesetzt.
Wassermoleküle gelangen durch Erwärmung in die Mond-Exosphäre
Bei der Erwärmung treten Wassermoleküle aus und zirkulieren in der Exosphäre des Mondes. Dann gefrieren sie wieder an der Oberfläche und sammeln sich in anderen kalten und schattigen Regionen als Reif an. „Frost ist viel mobiler als eingeschlossenes Wasser“, erklärt Björn Davidsson. „Das Modell zeigt einen Mechanismus, der erklärt, wie sich Wasser zwischen der Mondoberfläche und der dünnen Mondatmosphäre bewegt.“
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Tatsächlich kann diese Erkenntnis einen sehr handfesten Nutzen für die Raumfahrt haben. „Das Verständnis von Wasser als Ressource ist für die Nasa und für die zukünftige Erforschung des Mondes durch den Menschen von entscheidender Bedeutung“, so Sona Hosseini. „Wenn Wasser in sonnenbeschienenen Regionen des Mondes in Form von Frost verfügbar ist, könnten zukünftige Raumfahrer es als Ressource für Treibstoff und Trinkwasser nutzen. Aber zuerst müssen wir herausfinden, wie Exosphäre und Oberfläche interagieren und welche Rolle das in dem Kreislauf spielt.“
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