Der Mond

Der Mond ist der einzige „natürliche“ Satellit der Erde. Er umkreist die Erde mit einem durchschnittlichen Abstand von ca. 384400 km und braucht ungefähr 27,3217 Tage für einen Erdumlauf, genauso lange wie für eine Umdrehung um sich selbst, eine sogenannte gebundene Rotation, die in unserem Sonnensystem allerdings keine Seltenheit ist. Deshalb wendet er uns immer die gleiche Seite zu, weshalb man von Mondvorder- und Mondrückseite spricht. Seine Vorderseite ist zum Teil mit Ebenen bedeckt und zum Teil mit Kratern, während seine Rückseite hauptsächlich mit Kratern bedeckt ist. Er hat einen mittleren Durchmesser von ca. 3476 km, womit er im Vergleich zu dem Planeten, den er umkreist, der Erde, der größte Planetenmond im Sonnensystem ist. Seine Masse beträgt ca. 1,23 % der Erdmasse, seine Gravitationskraft ist ca. 6-mal schwächer als die der Erde. Außerdem beträgt seine Fläche ungefähr 38 Millionen km.

Der Mond hat einen erdähnlichen Aufbau und besteht zum größten Teil aus erdähnlichem Material. Er ist schon lange nicht mehr geologisch aktiv, wobei es einige Regionen gibt, in denen die vulkanische Aktivität vermutlich „erst“ vor rund 10 Millionen Jahren aufgehört hat. Allerdings existierte Vulkanismus nicht wie auf der Erde durch Vulkane, sondern durch Spalten auf der Oberfläche. Außerdem gibt es auch keine Plattentektonik und es gibt auch aufgrund der hauchdünnen Luftschicht keinen Wind und keine Witterung. Allerdings gibt es Mondbeben, die im Vergleich zu den Erdbeben eher schwach sind, bis zu 5 Magnituden, allerdings mit einer Dauer von 1-4 Stunden und Mini-Asteroideneinschläge – wegen der dünnen Luftschicht quasi ungebremst. Die vielen Einschläge pulverisieren die Mondoberfläche und es entsteht Mondstaub, sogenannter Mondregolith. Heute gibt es auf dem Mond eine mehrere Meter dicke Regolithschicht. Außerdem speichert das Mondregolith Teilchen vom Sonnenwind wie Wasserstoff, Helium, Neon, Kohlenstoff und Stickstoff. Durch kosmische Strahlung werden im Mondregolith Kernreaktionen ausgelöst, bei denen Helium entsteht, was die Häufigkeit von Helium auf dem Mond deutlich steigert. Außerdem wird die Schicht Mondregolith immer wieder umgewälzt, dadurch ist die Bestrahlungsgeschichte jedes Korns einzigartig.

Der Mond hat nur eine hauchdünne Luftschicht über seiner Oberfläche, eine sogenannte Exosphäre, die zu jeweils 25% aus Helium und Neon besteht, zu 23% aus Wasserstoff, zu 20% aus Argon und jeweils aus Spuren von Methan, Ammoniak und Kohlenstoffdioxid.

Mond und Erde umkreisen einen gemeinsamen Gravitationsschwerpunkt, der vom Mond etwa 380000 km entfernt ist, während er vom Erdmittelpunkt „nur“ 4700 km entfernt ist. Der Gravitationsschwerpunkt liegt also noch in der Erde, genauer gesagt im Erdmantel. Auf seiner näherungsweise elliptischen Bahn nähert sich der Mond auf weniger als 364000 km an und entfernt sich mehr als 405000 km von uns.

Der Mond hat Phasen, anders als die meisten Himmelskörper. Seine Phasen spielten schon in den Mythologien der früheren Völker eine Rolle, wie zum Beispiel der Mythos der Werwölfe. Außerdem  ist er der einzige größere Körper, der die Sonne von der Erde aus gesehen komplett verdecken und im vollem Erdschatten stehen kann und somit Sonnen- bzw. Mondfinsternisse herbeiführen kann.

Der Mond entfernt sich jedes Jahr ungefähr 3,8 cm von der Erde und war der Erde bei seiner Entstehung wahrscheinlich ungefähr 4000 km nah. Von der Erde aus sind ungefähr 59% seiner Oberfläche sichtbar, weil er in seiner Umlaufbahn leicht „pendelt“. Seine Durchschnittstemperatur beträgt -55°C, allerdings ist er durch seine langsame Rotation und seine dünne Luftschicht in eine Nacht- und eine Tagseite eingeteilt. Auf der Tagseite beträgt die durchschnittliche Temperatur 130°C und auf der Nachtseite -160°C. Er besitzt heute kein Magnetfeld, es gibt aber Hinweise, dass er einmal eines gehabt haben könnte. Außerdem lassen Sonnenlicht & -wind auf der sonnenzugewandten Seite kleine Magnetfelder entstehen.

Man weiß noch nicht sicher wie der Mond entstanden ist, aber die am weitesten verbreitete Theorie ist, dass ein ungefähr marsgroßer Planetoid namens Theia seitwärts mit der Erde kollidierte. Dabei wurden der Mantel von Theia und Teile der Erdkruste in die Luft geschleudert und bildeten in einer Umlaufbahn einen Ring um die Erde, der im Laufe der Zeit zum Mond wurde. Seine Mondmeere entstanden vor mehr als 3 Milliarden Jahren durch erstarrende Lavaflüsse. Oben ist die Kruste, die auf der Vorderseite bis zu 60 km in die Tiefe reicht, auf der Rückseite allerdings bis zu 150 km in die Tiefe reicht. Vermutlich ist damit zu erklären, dass sein Masseschwerpunkt 2 km von seinem geometrischem Mittelpunkt entfernt ist. Dieser Unterschied entstand vielleicht in seiner Frühzeit durch einen Einschlag von einem anderen Erdbegleiter. Direkt darunter befindet sich vermutlich eine dünne Basaltschicht aus Uran, Thorium, Kalium und Phosphor. Darunter befindet sich der feste obere Mantel aus Olivin- und pyroxenreichen Kumulaten. Darunter befinden sich der mittlere (ab 270 km) und untere Mantel (ab 500 km). Man weiß nicht viel über den Mondkern, aber man vermutet, dass der Kern ungefähr einen Durchmesser von 700 km hat, er aus Eisen besteht und in einen flüssigen und einen festen Teil eingeteilt wird, wobei der feste Kern das Zentrum bildet. Der Mond hat also einen ähnlichen Aufbau und eine ähnliche Zusammensetzung wie die Erde und die anderen Gesteinsplaneten.

Auf der Mondoberfläche sind sogenannte Massekonzentrationen zu beobachten, also dass an manchen Orten die Oberflächenstruktur schwerer ist, als an anderen Orten, wobei auffällig ist, dass sie meistens in Kratern auftreten. Man weiß noch nicht sicher was der Grund dafür ist, aber es gibt dazu einige Theorien, wie zum Beispiel, dass die Massekonzentrationen die Überreste der Kerne der eingeschlagenen Objekte sind und nicht mehr absinken konnten, weil der Mond schon sehr früh, nämlich noch in der Phase, in der es noch viele Einschläge gab,  größtenteils abgekühlt war. Eine andere Theorie besagt, dass es sich um Lavablasen handeln könnte, die aufgrund mehrerer Einschläge aus dem Mondmantel aufgestiegen sind und wegen der schnellen Abkühlung des Mondes in Oberflächennähe geblieben sind.

Der Mond ist ein sehr trockener Körper, allerdings wurden 2008 erste Eispartikel in Apollo-Mondgestein gefunden, deren Anteil bis zu 0,0046% betrug. 2009 fand man mithilfe der indischen Mondsonde Chandrayaan-1 in den ewigen Schattenbereichen von einigen Nord- und Südpolkratern große Vorkommen an Wassereis – bis zu 600 Millionen Tonnen. Außerdem fand man noch Hydroxylionen, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak, freies Natrium und Spuren von Silber. Dank der Apollo-Proben fand man heraus, dass das Wasserstoffisotopenverhältnis des Mondwassereises sich deutlich von dem irdischen Wassers unterscheidet.

Die Mondoberfläche gliedert sich in Maria (ca. 16,9%) – große flache Ebenen aus erstarrter Lava, die auf der Mondrückseite viel seltener und kleiner sind als auf der Mondvorderseite – und Terrae, große und ausgedehnte Gebirgszüge, in denen es Täler, sogenannte Vallis, gibt. Die Terrae könnten dadurch entstanden sein, dass infolge seiner Abkühlung der Mond geschrumpft ist und sich sogenannte Faltengebirge gebildet haben und/oder es sind die Überreste von ehemaligen Kraterwällen. Der Rest der Oberfläche ist von Einschlagskratern übersät, von denen die meisten und größten während des „Großen Bombardements“, einer Zeit am Anfang des Sonnensystems, in der es durch viele Kleinkörper übers ganze Sonnensystem verstreut noch viele Einschläge gab, vor ca. 4,5 bis 3 Milliarden Jahren, stammen. In den Maria ist die „Kraterdichte“ nicht ganz so hoch ist, in den Terrae allerdings schon. Von einigen großen Kratern gehen „Rillen“ aus, die wie Strahlen aussehen, weshalb solche Krater auch als Strahlenkrater bezeichnet werden. Diese „Rillen“ entstanden wahrscheinlich durch Teile der einschlagenden Körper, die durch den Aufprall beim Einschlag in die Luft gewirbelt wurden. Die Größe der Krater reicht von 2240 km Durchmesser, der Größe des Südpol-Aitken-Beckens, bis zu Kratern, die so klein sind, dass sie erst unter dem Mikroskop sichtbar werden. Außerdem gibt es auch Gräben und Rillen auf der Oberfläche. Man teilt die Rillen in 2 Arten auf: gerade Rillen und mäandrierende Rillen, geschlängelte Rillen. Außerdem gibt es sogenannte „Lavaröhren“, Tunnel(Systeme), die dadurch entstanden sind, dass wenn die Oberfläche erstarrt ist, die Lava unter der Oberfläche abgeflossen ist und Tunnel(Systeme) zurückgelassen hat. Die mäandrierenden Rillen entstanden vermutlich durch eingestürzte Lavaröhren, während man bisher nur eine Vermutung hat, wodurch die geraden Rillen entstanden sein könnten, nämlich, dass es sich um Risse handeln könnte, die aufgrund der Schrumpfung des Mondes wegen seiner Abkühlung entstanden sein könnten. In den Lavaröhren gibt es außerdem manchmal sogenannte „Skylights“, also eingestürzte Deckenteile in den noch intakten Lavaröhren, die vermutlich durch Mondbeben, Meteoriteneinschläge und/oder durch zusätzliches Gewicht von ehemaligen, flüssigen Lavaströme entstanden. Auf dem Mond befindet sich der höchste Punkt ungefähr 16 km „über“ dem niedrigsten Punkt.

Der Mond ist zwar relativ weit von uns entfernt, jedoch hat er trotzdem einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Erde. Seine Gravitation bewirkt Ebbe und Flut und leichte Anhebungen und Senkungen des Erdmantels. Außerdem bremst seine Gravitation die Erdrotation ein bisschen ab, wodurch der Erdtag jedes Jahr ungefähr um 20 Mikrosekunden länger wird, weshalb die Erde in ferner Zukunft dem Mond immer die gleiche Seite zuwenden wird, was heißen wird, dass wir den Mond dann nur noch von gewissen Orten auf der Erde aus sehen können. Noch dazu sorgt er dafür, dass die Achsenneigung der Erde stabil bleibt und ermöglicht so überhaupt erst das Leben in der heutigen Form. Er wird außerdem von verschiedenen Vogel- und Insektenarten zum Navigieren genutzt und bei manchen Krabben, Würmern und Fischen ist das Fortpflanzungsverhalten eng an die verschiedenen Mondphasen geknüpft. Außerdem kann auch ein „Mondregenbogen“ entstehen und zwar wie die normalen Regenbögen, wenn Regen und Mondlicht zusammenfallen. Ein anderes Phänomen ist, dass, wenn der Mond näher am Horizont steht, er größer wirkt, was allerdings nur eine optische Täuschung ist.

Es gibt einen Vertrag der zusichert, dass keine Nation Gebietsansprüche auf den Mond und andere Himmelskörper erheben darf, allerdings gilt dieser Vertrag weder für Unternehmen, noch für Privatleute.

In der Geschichte der Raumfahrt war der Mond schon immer ein „Sprungbrett“. Neue Raumfahrtnationen schick(t)en ihre ersten Raumsonden zum Mond. Der Mond ist der einzige Körper außer der Erde, auf dem jemals Menschen waren und er wird vermutlich in Zukunft als Sprungbrett für die Kolonialisierung des Alls dienen.

Moritz

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