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Mondproben der chinesischen Chang‘e5-Mission deuten auf unerforschtes Terrain hin

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Von: Patrick Klapetz

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Herkunft der exotischen Gesteinsbrocken im Chang‘e-5-Mondregolith.
Grafische Darstellung von exotischen magmatischen Klasten im Chang‘e-5-Mondregolithen. © IGCAS

China hatte im Dezember 2020 eine Gesteinsprobe vom Mond zur Erde gebracht. Die Probe des exotischen Gesteins deutet auf ein bisher unerforschtes Terrain auf dem Mond hin, so ein chinesisches Forschungsteam.

Peking (China) – Die Volksrepublik ist zu einem bedeutenden Akteur in der Raumfahrt herangewachsen. Neben ihrer eigenen Raumstation Tiangong hat sie auch Rover auf dem Mars und Mond platziert. Die USA sehen in dem Player aus dem Reich der Mitte ernsthafte Konkurrenz. Zudem ist China das einzige Land, das seit den 1970er-Jahren eine Gesteinsprobe vom Mond zur Erde gebracht hat.

Im Dezember 2020 ist die chinesische Raumfahrtnation in der Region Mons Rümker im nördlichen Oceanus Procellarum des Mondes mit seiner Mission Chang’e-5 gelandet. Kurz nach der Landung wurden bereits die ersten Proben eingesammelt. Insgesamt waren es 1.731 Kilogramm lunares Regolith und Mondgestein. Anschließend wurden die versiegelten Proben in die Mondumlaufbahn geschossen, wo sie ein Orbiter eingesammelt und zurück zur Erde gebracht hat. 

In einer am 22. Dezember 2022 in Fachmagazin Nature Astronomy veröffentlichten Studie deuten die chinesischen Forscher an, dass die exotischen Gesteinsbrocken in der Chang‘e-5-Probe auf unerforschtes Terrain auf dem Mond hindeutet. Entsprechend lautet auch der Titel der Studie: „Exotic clasts in Chang‘e-5 samples indicate unexplored terrane on moon“. 

Neues Gestein auf dem Mond entdeckt

Die Forschenden haben sieben exotische vulkanische Klasten aus mehr als 3000 Chang‘e-5-Regolithpartikeln identifiziert. Die Forscher brachten diese exotischen magmatischen Klasten mit durch Einschläge ausgeworfenen Materialien aus anderen Regionen des Mondes in Verbindung. Diese waren mehr als 50 bis 400 Kilometer von der Probe-Entnahmestelle von Chang‘e-5 entfernt. 

Ein schematisches Diagramm erklärt, wie die exotischen Gesteinsbrocken der Change‘e-5-Mondproben entstanden sind.
Ein schematisches Diagramm erklärt, wie die exotischen Gesteinsbrocken der Change‘e-5-Mondproben entstanden sind. © Chinese Academy of Sciences, CMG

Durch den Vergleich mit Mondgestein der amerikanischen Apollo-Mission fanden die Forscher heraus, dass drei exotische magmatische Klasten im Chang‘e-5-Regolith ungewöhnliche petrologische (Entstehung, Eigenschaften und der Nutzung der Gesteine) und kompositorische Merkmale aufweisen.

Das Forschungsteam geht davon aus, einen neuen Typ von Mondbasalt entdeckt zu haben. Denn einige Bruchstücke weisen eine einzigartige Mineralogie mit einem hohen Titandioxidanteil (Ti) auf. Magnesiumhaltige Ablagerungen von „Anorthosit“, die in Apollo-Proben nicht vorhanden sind, deuten darauf hin, dass dieses Gestein ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Kruste der Mondvorderseite ist. Dann gibt das geborgene „pyroklastisches Glas“ Hinweise auf vulkanische Eruptionen auf dem Mond – dies geht aus seiner einzigartigen Zusammensetzung hervor.

Bereits im November wurden Studien zu den Chang’e-5-Probe vorgestellt

Am 23. November 2022 zeigte ein weiteres chinesisches Forschungsteam in seiner Studie, dass sie Partikel von Magnetit in den Chang’e-5-Proben fanden. Das ist ein stark magnetisches Eisenerz, dass bisher kaum auf der Mondoberfläche gefunden wurde. Es entsteht, wenn Eisen und Sauerstoff unter hohen Temperaturen oder hohem Druck miteinander reagieren. 

„Das Verständnis über die Bildung und Verteilung von Magnetit auf dem Mond bietet neue Perspektiven, um die Entstehung magnetischer Anomalien in der Mondkruste zu klären”, schreibt der Autor Zhuang Guo. 

Transmissionselektronenmikroskopische Hellfeldaufnahmen von zwei kugelförmigen Eisensulfidkörnern aus der chinesischen Chang‘e-5 Mondprobe.
a-d Transmissionselektronenmikroskopische Hellfeldaufnahmen von zwei kugelförmigen Eisensulfidkörnern und die entsprechenden quantitativen Energiedispersionselementkarten, die einen Ring von gleichmäßig verteilten Reineisen-Tentakeln an den Kornrändern und eine breite Verteilung von Eisenoxid- (Mag) und Reineisen- (Fe0) Einschlüssen in der Troilit- (Tro) und Pyrrhotit- (Po) Matrix zeigen. e-f Elektronenbeugungsmuster ausgewählter Bereiche der Matrix innerhalb eines Eisensulfidkorns und der Eisententakel um den Kornrand, die das Einwachsen von Troilit und Pyrrhotit in der Matrix und metallisches Eisen (α-Fe), das aus dem Eisensulfidkorn herausragt, zeigen. Der Beugungsbereich ist durch den gestrichelten Bereich in (a) gekennzeichnet. g Morphologische Merkmale an den Rändern des untersuchten Eisensulfidkorns. h Kleinere Bläschen (Ves), die im Korn verstreut sind. © Zhuang Guo, Chen Li, Yang Li, Yuanyun Wen, Yanxue Wu, Bojun Jia, Kairui Tai, Xiaojia Zeng, Xiongyao Li, Jianzhong Liu & Ziyuan Ouyang

Die Studie wurde im Fachmagazin Nature Communications unter dem Titel „Sub-microscopic magnetite and metallic iron particles formed by eutectic reaction in Chang’E-5 lunar soil“ (engl. Submikroskopische Magnetit- und metallische Eisenpartikel, die durch eine eutektische Reaktion im Chang‘E-5-Mondboden entstanden sind) veröffentlicht.

Diese Forschungsergebnisse der neuen Studie vom 22. Dezember 2022 deuten darauf hin, dass es noch unbekannte geologische Einheiten auf dem Mond gibt. Die Bildung der Mondkruste sei wohl vielfältiger gewesen als bisher angenommen, so die Forschenden.

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