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Samstag, 22.07.2017
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Erste globale Kraterkarte des Mondes

Kraterverteilung enthüllt abweichendes Größen-Frequenz-Verhältnis für Frühzeit des Sonnensystems

Den ersten globalen Katalog der Krater des Mondes haben jetzt Wissenschaftler in „Science“ vorgestellt. Er zeigt erstmals mehr als 5.000 Einschlagssenken von 20 Kilometern Größe an aufwärts in höchster Genauigkeit. Die Kartierung hat zudem Überraschendes aus der Frühzeit des Sonnensystems ergeben: Damals war entgegen gängiger Lehrmeinung offenbar das Größen-Häufigkeits-Verhältnis der Meteoriteneinschläge anders als heute.
Ausschnitt aus topografischer Karte des Mondes

Ausschnitt aus topografischer Karte des Mondes

Während die Erde täglich von tausenden winziger Staubteilchen aus dem Weltraum bombardiert wird, ist die Wahrscheinlichkeit eines größeren Treffers deutlich geringer und sinkt mit steigender Größe des potenziellen Impaktors. Diese so genannte „Größen-Frequenz-Verteilung“ existiert auch auf anderen Himmelskörpern im inneren Sonnensystem wie dem Erdmond. Lange Zeit nahm man zudem an, dass sie in ähnlicher Form auch in der Frühzeit unseres Planetensystems galt.

Doch im Jahr 2005 widersprach eine Forschergruppe der Universität von Arizona um Robert Strom dieser gängigen Lehrmeinung in einer „Science“-Veröffentlichung. Sie gingen stattdessen davon aus, dass sich das Verhältnis von größeren und kleineren Einschlägen auf dem Mond während der ersten Milliarde Jahre seiner Existenz von der heutigen unterschied. Diese damals nur theoretisch postulierte Hypothese haben jetzt Wissenschaftler der Brown Universität erstmals mit konkreten Daten unterfüttert.

Die gelben Kreise markieren 5.185 kartierte Krater

Die gelben Kreise markieren 5.185 kartierte Krater

Erster genauer Katalog aller Krater über 20 Kilometern Größe


Den Wissenschaftlern um James W. Head gelang es, den ersten einheitlichen und umfassenden Katalog der großen Krater auf der Mondoberfläche zu erstellen. Dafür nutzten sie Daten des „Lunar Orbiter Laser Altimeter“, einem Vermessungsgerät an Bord der NASA-Mondsonde “Lunar Reconnaissance Orbiter“. Dieses tastet die Mondoberfläche mit Hilfe von Laserpulsen ab und kann so noch Höhenunterschiede von nur zehn Zentimetern aus dem Orbit erfassen. Die Kartierung umfasst 5.185 Krater von 20 Kilometern Durchmesser an aufwärts.


„Die Topografie des Mondes ist auch zuvor schon gemessen worden, aber diese Kartierung erreicht ein ganz neues Niveau in punkto Genauigkeit der Datenpunkte und räumlicher Auflösung“, erklärt Maria Zuber, Planetenforscherin am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die Auswertung der neuen Kraterkarte ergab, dass sich die ältesten Regionen des Mondes im Süden der erdzugewandten und im Norden der Mondrückseite befinden. Ältestes Einschlagsbecken, auch das bestätigt die neue Kartierung, ist das South Pole–Aitken Basin, der größte Krater des gesamten Sonnensystems.

Umschwung in Größen-Frequenz-Verteilung


Eine Überraschung erlebten die Wissenschaftler, als sie die Größenverhältnisse älterer und junger Krater verglichen und auswerteten. Denn die ältesten Bereiche der Mondoberfläche zeigten einen sehr viel höheren Anteil großer Einschläge als es dem bisher angenommen Größen-Frequenz-Verhältnis entspricht. Eine nähere Analyse insbesondere der Region um das Orientale Basin deutete auf einen Umschwung in der Trefferverteilung vor rund 3,8 Milliarden Jahren hin. Dies könnte die Hypothese von Strom und Co. bestätigen.

„Wir wissen, dass der Asteroidengürtel seit rund dreieinhalb Milliarden Jahren Projektile mit einer relativ konstanten Rate hinauskatapultiert“, erklärt Caleb Fasset, Mitautor der aktuellen Studie. „Aber jetzt gehen wir weiter zurück in die Geschichte des Sonnensystems und plötzlich sind die Dinge völlig anders. Das deutet darauf hin, dass der Asteroidengürtel damals noch anderen Einflüssen unterlag. Was aber diese Faktoren waren, ist noch unbekannt.“

Ursache noch unklar


Nach Ansicht der Forscher könnte der plötzliche Wechsel im Größen-Frequenz-Verhältnis durch mehrere Faktoren verursacht worden sein. In Frage käme der sich verändernde Schwerkrafteinfluss größerer Planeten wie dem Saturn oder Jupiter, als sich diese damals in ihre endgültigen Umlaufbahnen bewegten. Aber auch eine temporäre Zunahme von Kometen oder etwas anderes kommen in Betracht.

„Diese Ergebnisse erzählen uns etwas über die Kindheit des Sonnensystems“, so Head. „Es ist klar, dass wir in zukünftigen Missionen, ob robotisch oder anderweitig, noch viel mehr erfahren und lernen können. Es gibt noch viel zu tun.“
(Brwon University, 17.09.2010 - NPO)
 
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