Unebenheiten und Rauigkeit des Terrains enthüllt Alter und prägende Prozesse der lunaren Landschaften Erste Karte der “Runzeln” des Mondes - scinexx | Das Wissensmagazin
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Unebenheiten und Rauigkeit des Terrains enthüllt Alter und prägende Prozesse der lunaren Landschaften

Erste Karte der “Runzeln” des Mondes

Karte der Erhebungen und "Rauigekeit" der Mondoberfläche in drei verschiedenen Größenordnungen. Im kleinen Maßstab eben erscheinende Flächen wie die Meere erscheinen blau, sehr raues Terrain junger Krater erscheint weiß und Ejekta erscheinen orange. © NASA/GSFC

Eine neue Karte enthüllt erstmals nicht nur die Lage der Krater auf dem Mond, sondern auch die Rauigkeit des Terrains: Aus Altimeterdaten rekonstruierten Forscher für diesen Atlas die Höhenunterschiede der Oberfläche in verschiedenen Größenordnungen. Sie geben wertvolle Aufschlüsse über das Alter und die prägenden Prozesse der lunaren Landschaftsformen. Die jetzt im „Journal of Geophysical Research” vorgestellte Methodik könnte auch für andere Himmelskörper eingesetzt werden.

Die Oberfläche des Mondes trägt deutliche Spuren seiner viereinhalb Milliarden Jahre alten Geschichte: Seine Hochebenen sind von großen und kleinen Krater übersät, deren Zustand wertvolle Informationen über ihr Alter und damit auch über Vorgänge und Ereignisse in der Vergangenheit des Mondes verraten. Die Rauheit des Terrain und die Steilheit der Anstiege und Abhänge in verschiedenen Größenmaßstäben gibt Aufschluss darüber, ob Krater bereits sehr alt und erodiert ist oder aber relativ jung.

Auf und Ab des Terrains vermessen

Um genau dies näher zu untersuchen, hat jetzt ein Forscherteam des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena erstmals eine umfassende Karte der Mondoberfläche erstellt, die gezielt die Rauheit und damit das Alter der einzelnen Krater und Landschaften zeigt. Die Karten basieren auf Daten, die vom Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) an Bord der Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA gesammelt worden waren. In diesen Höhendaten vermaßen die Forscher mühevoll die verschiedenen Steigungen von Kraterwänden und Hängen.

„Der Schlüssel dabei ist, sich die Rauheit sowohl im großen als auch im kleinen Maßstab anzuschauen“, erklärt Meg Rosenburg, Hauptautorin der Studie. „Ältere und jüngere Krater haben unterschiedliche Rauigkeits-Eigenschaften – sie sind rauer in einigen Größenordnungen aber weicher in anderen.“ Die Wissenschaftlerin und ihre Kollegen ermittelten daher die Steigung des Geländes jeweils zwischen zwei unterschiedlich weit entfernten Punkten – die Messreihe reichte jeweils von 17 Metern bis hin zu 2,7 Kilometern Entfernung.

Deutlich durch ihre orange Farbe erkennbare Ejekta rund um diesen älteren Einschlagskrater. Das Innere des Kraters ist glatt, mit Lavagestein ausgefüllt. © NASA/GSFC

Neuer Blick auf Orientale-Becken und Ejekta

Die Ergebniskarte enthüllt erstmals die ganze die Vielfalt in der Altersstruktur der lunaren Landschaft: So stechen die jüngsten, noch nicht durch spätere Einschläge beeinflussten Krater nun deutlich heraus. Auch die auf engstem Raum existierenden Unterschiede und Abgrenzungen werden deutlich: „Im Extremfall liegen direkt neben Oberflächen, die über Milliarden von Jahren durch Einschläge aufgeraut worden sind, flache, durch jungen Maarvulkanismus eingeebnete Gebiete“, erklärt Oded Aharonson ebenfalls vom Caltech.

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Und auch erste Aufschlüsse über vergangene Ereignisse lieferte die Karte bereits: So enthüllte die Rauigkeitskartierung des Geländes rund um das Orientale-Becken beispielsweise die subtilen Unterschiede in der Verteilung der Ejekta, des Materials, bei dem Einschlag eines gewaltigen Objekts ausgeschleudert wurde. Kombiniert mit einer Konturkarte, die die höchsten und niedrigsten Punkte verdeutlicht, ergeben sich neue Informationen.

„Indem wir beides gemeinsam betrachten, können wir sagen, dass Teile des Orientale-Beckens nicht nur höher oder niedriger liegen, sondern dass sie auch unterschiedlich rau sind“, so Rosenburg. „Das wiederum gibt uns einige Hinweise über den Impaktprozess, der die Ejekta ausschlauderte und auch über die Prozesse, die die Oberfläche später weiter veränderten.“

Auch für Planeten oder Asteroiden denkbar

Die neue Methode der Rauigkeitsmessung könnte auch bei anderen Himmelskörpern als dem Mond zur Erforschung der Oberflächenprozesse eingesetzt werden. „Die jeweils wirkenden Prozesse sind auf dem Mars andere als auf einem Asteroiden, aber sie alle hinterlassen ihre Signatur in der Topografie, die wir interpretieren können“, so Rosenburg. „Indem wir die Rauigkeit in unterschiedlichen Größenordnungen untersuchen, können wir beginnen zu verstehen, wie unsere nächsten Nachbarn zu dem wurden, was sie heute sind.“

(NASA/GSFC, 17.05.2011 – NPO)

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