Als Experten für Planetenforschung haben Wissenschaftler des Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology (HIGP) eine faszinierende Entdeckung gemacht: Sauerstoff aus der Erdatmosphäre verursacht Rost auf der Mondoberfläche seit Milliarden Jahren.
Zur Überraschung der Forscher wurde das oxidierte Eisenmineral Hämatit in hohen Breitengraden des Mondes nachgewiesen. Eisen reagiert hochgradig mit Sauerstoff und bildet den typisch rötlichen Rost, wie wir ihn von der Erde kennen. Die Mondoberfläche und -inneres sind jedoch nahezu sauerstofffrei, weshalb metallisches Eisen dominiert und stark oxidierte Eisenverbindungen in Apollo-Proben fehlten.
Zusätzlich bombardiert Wasserstoff aus dem Sonnenwind die Mondoberfläche und verhindert Oxidation. Die Präsenz von Hämatit ist daher eine echte Sensation.
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Hauptautor Shuai Li, Assistenzprofessor am HIGP der University of Hawai'i Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), erklärt: „Unsere Hypothese: Mond-Hämatit entsteht durch Oxidation von Mondoberflächen-Eisen mit Sauerstoff aus der oberen Erdatmosphäre. Dieser wird durch den Sonnenwind auf die Mondoberfläche geblasen, wenn der Mond in den Magnetschweif der Erde gerät – über Milliarden Jahre hinweg.“
Für diese Entdeckung analysierten Li und Kollegen vom NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Daten des Moon Mineralogy Mapper (M³), entwickelt vom JPL für die indische Chandrayaan-1-Mission.
Li berichtet: „Bei der Untersuchung der M³-Daten in den Polarregionen fielen mir abweichende spektrale Merkmale auf – anders als in niedrigen Breiten oder Apollo-Proben. Zunächst dachte ich an Wasser-Gesteins-Reaktionen. Nach monatelanger Analyse erkannte ich die Hämatit-Signatur.“
Die Hämatit-Vorkommen korrelieren eng mit Wasservorkommen in hohen Breiten. Li ergänzt: „Mehr Hämatit auf der Mondvorderseite deutet auf Erd-Einfluss hin. Die Kaguya-Mission der Japaner hatte gezeigt, dass Erdsauerstoff in den Magnetschweif gelangt. Dieser könnte das Haupt-Oxidationsmittel sein, unterstützt von Wasser und interplanetarem Staub.“
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Die Studie in Science Advances zeigt: Auf der Mondrückseite fehlt Hämatit weitgehend, wo Erd-Sauerstoff nie hinkam. Geringe Mengen dort könnten jedoch am Prozess beteiligt sein.
„Die Erde hat die Mondoberflächenentwicklung maßgeblich geprägt“, fasst Li zusammen.