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Der Mond hat eine dünne Atmosphäre (künstlerische Darstellung).Bildquelle: Offizielle Website der NASA

Obwohl der Mond über keine atembare Luft verfügt, verfügt er über eine äußerst dünne Atmosphäre. Wie entstand die Atmosphäre des Mondes? Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology und der University of Chicago veröffentlichten in Science Advances einen Artikel, in dem sie darauf hinwiesen, dass die Mondatmosphäre hauptsächlich ein Produkt der Aufprallverdampfung ist.

Wie ist der Prozess der Aufprallverdampfung zu verstehen? Dies beginnt beim Mondboden. Die Analyse zeigt, dass die Oberfläche des Mondes im Laufe seiner 4,5 Milliarden Jahre währenden Geschichte kontinuierlich getroffen wurde, zunächst von riesigen Meteoriten und dann von staubgroßen „Mikrometeoroiden“. Diese anhaltenden Einschläge wirbelten den Mondboden auf und verdampften bestimmte Atome. Einige Atome wurden in den Weltraum geschleudert, während andere über dem Mond schwebten und eine dünne Atmosphäre bildeten, die sich ständig erneuerte, als weiterhin Meteoriten auf die Mondoberfläche einschlugen. Die Aufprallverdampfung ist daher der primäre Prozess, der die extrem dünne Atmosphäre des Mondes über Milliarden von Jahren hinweg geschaffen und aufrechterhalten hat.

Tatsächlich ist es nicht einfach, den Ursprung der Mondatmosphäre zu bestimmen. Im Jahr 2013 startete die NASA den Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, dessen Aufgabe es war, den Ursprung der Mondatmosphäre zu bestimmen.

„Wir spekulieren, dass zwei Weltraumverwitterungsprozesse eine Rolle bei der Gestaltung der Mondatmosphäre gespielt haben, nämlich die Aufprallverdampfung und das Ionensputtern“, sagte Nicole Nie, Assistenzprofessorin am Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences Wind. Der Sonnenwind trägt hochenergetische geladene Teilchen von der Sonne durch den Weltraum, und wenn diese Teilchen auf die Mondoberfläche treffen, übertragen sie Energie auf Atome im Boden und schleudern diese Atome in die Luft.

Um den Ursprung der Mondatmosphäre genauer zu bestimmen, sammelten Wissenschaftler zehn Mondbodenproben mit einem Gewicht von jeweils etwa 100 Milligramm. Sie versuchten zunächst, aus jeder Probe Kalium und Radium zu isolieren. Beide Elemente sind flüchtig und jedes Element liegt in mehreren Isotopen vor, was bedeutet, dass sie durch Aufprall und Ionensputtern leicht verdampfen können.

Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass, wenn die Atmosphäre des Mondes aus verdampften und in der Luft schwebenden Atomen bestünde, die Wahrscheinlichkeit höher wäre, dass leichtere Isotope dieser Elemente herumschweben, während schwerere Isotope eher im Boden abgelagert würden. Durch Stoßverdampfung und Ionensputtern kann es zu sehr unterschiedlichen Isotopenverhältnissen im Boden kommen. Die spezifischen Verhältnisse der leichten und schweren Isotope von Kalium und Radium im Boden sollten Schlüsselprozesse bei der Entstehung der Mondatmosphäre aufdecken.

Weitere Analysen zeigten, dass 70 % der Mondatmosphäre das Produkt von Meteoriteneinschlägen sein könnten, während die restlichen 30 % durch Sonnenwind gebildet werden könnten.

(Quelle: Science and Technology Daily)