Die holprige Schwerkraft des Mondes

Seit die ersten Satelliten zum Mond geschickt wurden, um Landeplätze für Apollo-Astronauten auszukundschaften, haben Wissenschaftler ein merkwürdiges Phänomen beobachtet: Während diese Sonden den Mond umkreisten, bestimmte Krater und Einschlagsbecken überquerten, wichen sie regelmäßig vom Kurs ab und stürzten in Richtung Mond Oberfläche, bevor Sie sie wieder hochziehen.

Mondkarte

Rot und Blau stellen stärkere Schwerkraftgradienten in dieser Mondkarte dar, die auf Daten der NASA-Mission GRAIL basiert.

Wie sich herausstellte, war der Mond selbst die Ursache für solche holprigen Bahnen. Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler beobachtet, dass seine Schwerkraft in einigen Regionen stärker ist als in anderen, wodurch ein klumpiges Gravitationsfeld entsteht. Insbesondere eine Handvoll Prallbecken weisen eine unerwartet starke Anziehungskraft auf. Wissenschaftler, die vermuten, dass die Erklärung mit einer übermäßigen Massenverteilung unter der Mondoberfläche zu tun hat, haben diese Regionen Massenkonzentrationen oder Mascons genannt.



Wie genau diese Mascons entstanden sind, ist bis heute ein Rätsel geblieben.

Mit hochauflösenden Gravitationsdaten der NASA-Mission Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) kartierten Forscher des MIT und der Purdue University die Struktur mehrerer Mascons und stellten fest, dass ihre Gravitationsfelder einem Bullauge-Muster ähneln: ein Zentrum starker Gravitation, umgeben von abwechselnde Ringe von schwacher und starker Schwerkraft.

Um herauszufinden, was dieses Gravitationsmuster verursacht hat, erstellte das Team ein Computermodell der Mondeinschläge und führte das Modell weiter, um geologische Auswirkungen auf die Kruste und den Mantel des Mondes sowohl kurz- als auch langfristig zu simulieren. Sie fanden heraus, dass die Simulationen das Bull's-Eye-Muster in nur einem Szenario reproduzierten.

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Wenn ein Asteroid auf den Mond stürzt, schleudert er Material nach außen und erzeugt ein dichtes Trümmerband um den Umfang des Kraters. Der Aufprall sendet eine Stoßwelle durch das Innere des Mondes, die in der Kruste widerhallt und eine Gegenwelle erzeugt, die dichtes Material vom Mondmantel an die Oberfläche zieht, wodurch ein dichtes Zentrum im Krater entsteht. Nach Hunderten von Millionen Jahren kühlt und entspannt sich die Oberfläche, wodurch ein Volltreffer entsteht, der dem heutigen Gravitationsmuster entspricht.

Diese stürmische Kette von Ereignissen habe wahrscheinlich zu den heutigen Mondmaskonen geführt, sagt Maria Zuber, Professorin für Geophysik am Institut für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften. Die Ergebnisse des Teams wurden in S . veröffentlicht Wissenschaft .

Zum ersten Mal haben wir ein ganzheitliches Verständnis des Prozesses, der Mascons bildet, sagt Zuber, der auch GRAIL’s Principal Investigator und MIT’s Vice President for Research ist. Es werden sich sicherlich noch weitere Details ergeben, aber die Qualität der GRAIL-Daten ermöglichte schnelle Fortschritte bei dieser langjährigen Frage.

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