Forscher schätzen das Eisvorkommen in einem Krater am Südpol des Mondes

Die NASA-Raumsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hat Daten zurückgeschickt, die dafür sprechen, dass rund 22 Prozent des Oberflächenmaterials in einem Krater am Südpol des Mondes aus Eis bestehen.

Das Team aus NASA-Forschern und Wissenschaftlern verschiedener Universitäten untersuchte den Boden des Shackleton-Kraters unter Verwendung von Laserlicht des Laser-Altimeter an Bord des LRO. Sie fanden heraus, dass der Boden des Kraters heller als die Böden von anderen Kratern in der Nähe ist, was mit der Anwesenheit kleiner Mengen Eis übereinstimmt. Diese Information wird Forschern helfen, die Kraterbildung zu verstehen und andere unerforschte Gebiete auf dem Mond zu untersuchen. Die Ergebnisse wurden am 21. Juni 2012 im Journal Nature veröffentlicht.

„Die Helligkeitsmessungen bereiteten uns seit zwei Sommern Kopfzerbrechen“, sagte Gregory Neumann vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland), ein Co-Autor der Studie. „Obwohl die Helligkeitsverteilung nicht exakt so war, wie wir erwartet hatten, ist praktisch jede Messung in Zusammenhang mit Eis und anderen flüchtigen Substanzen auf dem Mond überraschend, wenn man die kosmisch kalten Temperaturen in seinen polaren Kratern bedenkt.“

Die Raumsonde kartierte den Shackleton-Krater mit beispielloser Genauigkeit, indem sie einen Laser verwendete, um das Innere des Kraters zu erhellen und seine Albedo oder natürliche Reflektivität zu messen. Das Laserlicht misst bis in eine Tiefe, die mit seiner Wellenlänge vergleichbar ist – etwa ein Mikrometer. Das entspricht einem Millionstel Meter oder weniger als einem Zehntausendstel eines Inchs (das ist ein nicht-metrisches Längenmaß – 1 Inch oder Zoll sind 2,54 Zentimeter; Anm. d. Red.). Das Team nutzte das Instrument auch, um das Relief des Kraters zu erfassen, basierend auf der Zeit, die das Laserlicht benötigte, um von der Mondoberfläche zurückgeworfen zu werden. Je länger es brauchte, desto geringer war die Höhe des Terrains.

Video-Animation des Shackleton-Kraters am lunaren Südpol, basierend auf Höhenmessungen des LRO (NASA / Goddard / Ernie Wright)

Neben den möglichen Hinweisen auf Eis enthüllte die von der Gruppe erstellte Karte des Shackleton-Kraters einen bemerkenswert gut erhaltenen Krater, der seit seiner Entstehung vor mehr als drei Milliarden Jahren relativ unversehrt blieb. Der Boden des Kraters selbst ist von mehreren kleinen Kratern bedeckt, die als Teil jener Kollision entstanden sein könnten, die den Krater Shackleton erzeugte.

Der Krater, benannt nach dem Antarktis-Forscher Ernest Shackleton, ist circa 3,2 Kilometer tief und hat einen Durchmesser von mehr als 19 Kilometern. Wie bei verschiedenen anderen Kratern am lunaren Südpol bewirkt die geringe Neigung der lunaren Rotationsachse, dass das Innere des Shackleton-Kraters permanent dunkel und daher extrem kalt ist.

„Das Kraterinnere ist extrem schroff“, sagte Maria Zuber, die leitende Wissenschaftlerin des Teams vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (Massachusetts). „Es wäre nicht leicht, dort drin herumzukrabbeln.“

Obwohl der Kraterboden relativ hell war, beobachteten Zuber und ihre Kollegen, dass seine Wände sogar noch heller waren. Die Entdeckung war zunächst rätselhaft. Wissenschaftler hatten angenommen, dass sich Eis – falls es in einem Krater vorhanden wäre – am Kraterboden befinden würde, wo kein direktes Sonnenlicht hin gelangt. Die oberen Wälle des Shackleton-Kraters werden gelegentlich beschienen, was jegliches Eis verdampfen könnte, das sich angesammelt hat. Eine von dem Team angebotene Theorie zur Erklärung des Rätsels besagt, dass „Mondbeben“ (seismische Erschütterungen durch Meteoriteneinschläge oder Gezeitenkräfte der Erde) die Wände des Shackleton-Kraters dazu gebracht haben könnten, älteren, dunkleren Boden abzustreifen und darunter helleren Boden preiszugeben. Die ultrahoch aufgelöste Karte von Zubers Team liefert überzeugende Hinweise für Eis auf dem Boden und an den Wänden des Kraters.

„Es könnte mehrere Erklärungen für die beobachtete Helligkeit innerhalb des Kraters geben“, sagte Zuber. „Beispielsweise könnte junges Material entlang seiner Wände zum Vorschein gekommen sein, während sich Eis mit dem Boden vermischt haben könnte.“

Verlauf der Beleuchtung des Kraters durch die Sonne. (NASA / Zuber, M.T. et al., Nature, 2012)

Das anfängliche Hauptziel des LRO war die Durchführung von Untersuchungen, die die zukünftige Erforschung des Mondes vorbereiten. Im Jahr 2009 gestartet, komplettierte der LRO seine Haupterkundungsmission und befindet sich jetzt in seiner Hauptwissenschaftsmission. Der LRO wurde vom Goddard Space Flight Center gebaut und wird von selbigem betrieben. Diese Forschungsarbeit wurde vom Human Exploration and Operations Mission Directorate und vom Science Mission Directorate am NASA-Hauptquartier in Washington unterstützt.

Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/news/crater-ice.html

(THK)