Der Mond ist alt - soviel ist sicher.
Wie die Erde und der Rest des Sonnensystems gibt es den Mond seit ungefähr 4,5 Milliarden Jahren. Aber versuchen Sie, das Alter der Planeten noch weiter einzugrenzen, und es fällt Wissenschaftlern schwer, dem zuzustimmen. Ist unser Mond ein "alter Mond", der sich 30 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems gebildet hat, oder ein "junger Mond", der sich 170 Millionen Jahre später gebildet hat?
In einer neuen Studie, die am 29. Juli in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, beschreiben Wissenschaftler neue Beweise dafür, dass unser Mond anscheinend älter ist. Durch die Analyse der Verhältnisse seltener radioaktiver Elemente in einer Stichprobe von Mondgesteinen, die während der Apollo-Missionen gesammelt wurden, haben Wissenschaftler aus Deutschland das Datum der Mondbildung auf etwa 50 Millionen Jahre nach der Geburt unseres Sonnensystems eingegrenzt - 150 Millionen Jahre früher als viele andere Studien schätzen.
Dies ist eine hilfreiche Information, wenn Sie dem Mond beispielsweise einen Kuchen mit der entsprechenden Anzahl von Geburtstagskerzen kaufen möchten - oder, wie die Autoren der Studie geschrieben haben, wenn Sie die Daten für die Geburt der Erde besser einschränken möchten.
"Da die Mondbildung das letzte große planetarische Ereignis nach der Erdbildung war, bietet das Alter des Mondes auch ein Mindestalter für die Erde", sagte der Geologe und leitende Studienautor Maxwell Thiemens, ehemaliger Forscher der Universität zu Köln, in einer Erklärung.
Das liegt daran, dass der Mond, der sich wahrscheinlich nach einem schurkenhaften, marsgroßen Planeten gebildet hat, in den frühen Tagen des Sonnensystems mit der jungen Erde kollidierte. Die Trümmer dieses riesigen Aufpralls (hauptsächlich Teile des pulverisierten Erdmantels) sprühten in die Atmosphäre und verschmolzen schließlich zu dem runden, felsigen Satelliten, den wir kennen und lieben.
Diese Theorie erklärt, warum die Erde und der Mond eine nahezu identische chemische Zusammensetzung haben. Es ist zum Beispiel möglich, dass dieser Schurken-Impaktor, als er in unseren jungen Planeten einschlug, einige seltene Elemente von der Erde aufnahm, die wahrscheinlich nicht von anderswo im Sonnensystem stammen. Durch die Untersuchung des Zerfalls einiger radioaktiver Elemente in modernen Mondgesteinen versuchten die deutschen Forscher, die Daten des großen Aufpralls und der Bildung des Mondes zu beschränken.
Das Team war neugierig auf zwei seltene Isotope (verschiedene Versionen von Elementen) - Hafnium-182 und das Isotop, in das es sich nach Äonen des radioaktiven Zerfalls schließlich verwandelt, Wolfram-182.
Die relative Häufigkeit dieser Elemente kann als eine Art kosmische Uhr dienen, schrieben die Forscher, da Halfnium-182 eine Halbwertszeit von etwa 9 Millionen Jahren hat (was bedeutet, dass die Hälfte einer bestimmten Menge des Elements in etwas anderes zerfallen wäre nach dieser Zeit).
"Bis wir acht Halbwertszeiten (ungefähr 64 Millionen Jahre) erreicht haben, ist das Element funktionell ausgestorben", sagte Thiemens in einer E-Mail gegenüber Live Science. Dies begrenzt die möglichen Daten, an denen der Protomond das Isotop während seiner Kollision mit der Erde hätte aufnehmen können, stark. Wenn jemals Hafnium-182 auf dem Mond existiert hat, muss die Kollision innerhalb der ersten 60 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems stattgefunden haben, bevor diese seltenen Isotope vollständig verschwunden sind.
Wie die Forscher erwartet hatten, waren die Apollo-Mondgesteinsproben in Wolfram-182 häufiger als in ähnlichen Gesteinen von der Erde - was darauf hindeutet, dass der Mond tatsächlich einmal reich an Hafnium-182 gewesen war.
Wie können die Wissenschaftler also sicher sein, dass die Wolfram-182-Flut des Mondes tatsächlich von zerfallenem Hafnium-182 stammt und nicht erst nach Abschluss des Zerfallsprozesses von der Erde aufgeschöpft wurde? Laut Thiemens hat dies damit zu tun, wie Elemente während der Entstehung der Erde verteilt wurden.
"Wenn sich ein Planet bildet, ist er vollständig geschmolzen", sagte Thiemens. Als sich der Erdkern bildete (etwa 30 Millionen Jahre nach dem Sonnensystem), sanken schwere Elemente wie Eisen in den Kern und nahmen siderophile (oder "eisenliebende") Elemente mit. In der Zwischenzeit blieben lithophile ("rockliebende") Elemente hauptsächlich in der Nähe der Oberfläche, um Teil des Planetenmantels zu werden. Da Wolfram ein Siderophil ist, wäre jedes Wolfram-182, das während des großen Aufpralls vorhanden war, wahrscheinlich bereits in den Erdkern gesunken, sagte Thiemens. In der Zwischenzeit wäre Hafnium als Lithophil wahrscheinlich im Erdmantel, genau am Ort des Aufpralls, reichlich vorhanden gewesen. Man kann also mit Sicherheit die Hypothese aufstellen, dass die Häufigkeit von Wolfram-182 in Mondproben heute von zerfallenem Hafnium-182 stammt, das in den ersten 50 Millionen oder 60 Millionen Jahren des Lebens des Sonnensystems von der Erde aufgenommen wurde.
Der Mond ist also alt - wahrscheinlich sogar älter als die meisten von uns dachten. Und wenn Sie uns fragen, sieht es keinen Tag über 4,3 Milliarden aus.
