Kometen als Wasserträger des Mondes

Auf dem Mond nachweisbares Wasser gelangte möglicherweise beim Einschlag von Kometen auf den Erdtrabanten.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Nature.

Das Wasser auf dem Mond gelangte in dessen Kindertagen in großen Mengen auf ihn, als Kometen seine Oberfläche bombardierten. Dies ist das Ergebnis einer Studie, die Anfang Januar 2011 bekannt wurde.

Jahrzehnte lang gingen viele Wissenschaftler davon aus, dass der Mond extrem trocken ist, da es keinerlei Spuren von Leben und keinen Hinweis auf eine Atmosphäre gab. Wasserspuren in auf der Erde untersuchtem Mondgestein führte man auf Verunreinigungen der Proben durch Undichtigkeiten der Transportbehälter zurück.

Das Bild vom abgesehen von möglicherweise vorhandenem Eis an den Polkappen völlig wasserlosen Mond galt es jedoch zu überdenken, nachdem die US-amerikanische Raumfahrtorganisation NASA im Jahr 2010 nach dem beabsichtigten Einschlag einer Raketenstufe und der Sonde LCROSS auf dem Mond signifikante Spuren gefrorenen Wassers in einem gegenüber dem Licht von der Sonne dauerhaft abgeschatteten Kraterinneren gefunden hatte. 2009 sprachen Daten des NASA-Instruments Moon Mineralogy Mapper an Bord des indischen Mondorbiters Chandrayaan 1 bereits für die Existenz von wasserhaltigem, infrarote Strahlung auf bestimmten Frequenzen absorbierenden Materials. Messergebnisse aus Mondbeobachtungen der US-amerikanischen Kometensonde Deep Impact und eines Raumfahrzeuges auf dem Weg zum Saturn, der Sonde Cassini, gaben zusätzliche Hinweise darauf, dass Wasser weit über die Mondoberfläche verteilt sein müsste.

Astrophysiker unter der Leitung von James Greenwood von der Wesleyan University in Middletown, Connecticut, untersuchten noch einmal Mondgestein, das während der bemannten Missionen Apollo 11, 12, 14 und 17 gesammelt worden war und beschäftigten sich dabei insbesondere mit dem Gehalt von Wasserstoffisotopen in einer bestimmten Gruppe von wasseranziehenden Mineralen, den Apatiten. Die dabei festgestellten Mengen könnten drei verschiedene plausible Ursachen haben: Der Wasserstoff stammt aus dem unter der Oberfläche liegenden Mantel des Mondes, gelangte in Form von Protonen im Sonnenwind zum Mond, oder wurde von Kometen zum Mond transportiert.

Die im Mondapatit nachgewiesenen Wasserstoffspuren ähneln denen in den Kometen Hale-Bopp, Halley und Hyakutake sehr. Als Reservoire gefrorenen Wassers umlaufen Kometen die Sonne. Nach der Entstehung des Mondes, die Ergebnis einer Kollision eines großen felsigen Himmelskörpers in der ungefähren Größe des Mars mit der Erde vor rund 4,5 Milliarden Jahren sein könnte, wurde er von einer ausreichend großen Anzahl von Kometen getroffen. Auf diese Weise gelangten signifikante Mengen Wasser auf ihn.

Die Verteilung der Wasserstoffisotope im Wasser auf dem Mond unterscheidet sich von der im Wasser auf der Erde. Das im Apatit vom Mond gefundene Verhältnis von Deuterium (aus einem Proton, einem Elektron und einem Neutron) zu Wasserstoff (aus einem Proton und einem Elektron) ist ein anderes als das im irdischen Wasser. Deshalb schließt man eine Kontamination des Mondes mit Wasser von der Erde aus.

Hoffnungen, den Mond irgendwann als Tankstelle für Raumfahrtmissionen nutzen zu können, werden durch die neuen Erkenntnisse gestärkt. Da Raumschiffe bis zu 85 Prozent des getankten Treibstoffs zum Verlassen des Einflussbereiches der Erdschwerkraft einsetzen müssen, könnte der Mond eine Station auf dem Weg zu anderen Planeten darstellen. Künftige Planetenmissionen, zum Beispiel auf dem Weg zum Mars, versorgen sich vielleicht am Mond mit flüssigen Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff, gewonnen aus dem Wasser auf dem Mond.