Forschende entschlüsseln die Rätsel der Mondgesteine

In einer Studie, veröffentlicht in „Nature Geoscience“ wird erklärt, warum der Mond hauptsächlich aus besonderen Gesteinen besteht, die es auf der Erde nicht gibt. Diese Forschungsergebnisse gewähren interessante Einblicke in die geologische Geschichte des Mondes und eröffnen neue Perspektiven für unser Verständnis der Mondoberfläche.

Mondgestein, auch als lunares Gestein bekannt, stellt eine faszinierende Quelle für wissenschaftliche Erkenntnisse über den Mond dar. Es besteht hauptsächlich aus Basalt, einem vulkanischen Gestein, das während den frühzeitlichen vulkanischen Aktivitäten auf dem Mond entstand. Die ersten Proben von Mondgestein wurden während der Apollo-Missionen der NASA in den Jahren 1969 bis 1972 gesammelt. Diese Gesteinsproben haben den Wissenschaftlern Einblicke in die geologische Geschichte des Mondes ermöglicht und haben geholfen, Fragen über seine Entstehung und Entwicklung zu beantworten. Mondgestein enthält auch Informationen über die Zusammensetzung des Mondes, wie etwa Spuren von Wasser und seltenen Mineralien. Die fortlaufende Erforschung und Analyse von Mondgestein spielen eine entscheidende Rolle bei der Erweiterung unseres Verständnisses des Mondes und darüber hinaus im Kontext der Erforschung des Sonnensystems.

Mondbasalte mit einem hohen Titananteil

Die schattigen Regionen auf der Mondoberfläche, die auch von der Erde aus sichtbar sind, bestehen aus Basalten, die auf den ersten Blick denen auf der Erde ähneln. Allerdings zeigen Analysen von Gesteinsproben, die während mehrerer Apollo-Missionen der NASA gesammelt wurden, dass viele dieser Mondbasalte einen hohen Titananteil aufweisen. Titan ist ein Übergangsmetall, das in irdischen Basalten nur in geringen Spuren vorkommt. Es existieren verschiedene Theorien darüber, wie diese ungewöhnlichen Gesteine auf dem Mond entstanden sein könnten.

Mit anderen Worten: Die Herkunft von titaniumreichen basaltischen Magmen auf dem Mond ist, wie bereits erwähnt ein Rätsel.

Titanreiche Basalte und ihr Ursprung

Forschende der Universitäten Münster und Bristol (England) haben nun das Geheimnis entschlüsselt: Sie nutzten hochpräzise Massenspektrometer, um die isotopische Zusammensetzung dieser Mondgesteine zu messen. Das Ergebnis ihrer Untersuchungen zeigt, dass die Basalte, die reich an Titan sind, durch eine unvollständige Reaktion von titanreichen Schmelzen mit Nebengesteinen tief im Inneren des lunaren Mantels entstanden sein müssen.

In dieser Studie wurden Experimente durchgeführt, bei denen Teilschmelzen von ilmenitführenden Ablagerungen mit Olivin und Orthopyroxen im lunaren Mantel reagieren. Dadurch ändert sich die Zusammensetzung der Schmelzen in Richtung der High-Ti-Suite. Ein Modell zeigt, dass durch reaktiven Fluss von Teilschmelzen aus ilmenitführenden Ablagerungen kinetische Isotopenfraktionierung diese leichteren Magnesium-Isotopenzusammensetzungen sowie die Isotopenzusammensetzung von anderen Elementen wie Eisen, Calcium und Titan erklären kann. Obwohl das Modell nicht die volle Wechselwirkung von Mondschmelzen mit festen Stoffen widerspiegelt, wird vorgeschlagen, dass titaniumreiche Magmen, die auf der Mondoberfläche ausbrechen, durch Teilschmelzen von ilmenitführenden Ablagerungen entstehen können. Diese Schmelzen werden jedoch durch reaktiven Fluss im lunaren Mantel stark in ihrer Zusammensetzung verändert. Dieser reaktive Fluss ist wahrscheinlich der entscheidende Prozess, der die Dichte der Schmelzen verringert und es ihnen ermöglicht, an der Mondoberfläche auszubrechen.