Quelle: MPS.

An steilen Abhängen können einzelne Gesteinsbrocken in Bewegung geraten; teils schlitternd, teils rollend und hüpfend donnern sie ins Tal. Das ist auf der Erde so – und vermutlich auch auf dem Mond. Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen und der ETH Zürich haben jetzt ein Archiv mit mehr als zwei Millionen Aufnahmen der Mondoberfläche ausgewertet und legen heute in der Fachzeitschrift Nature Communications die erste globale Karte der Felsstürze auf dem Erdtrabanten vor. Ihre Auswertungen zeigen, dass dort nicht in erster Linie Mondbeben, sondern vor allem Einschläge von Asteroiden die Ursache von Felsstürzen sind – und dass sich auf diese Weise selbst Milliarden Jahre alte Landschaften noch immer verändern.

Im Oktober 2015 kam es in den Schweizer Alpen zu einem spektakulären Felssturz: In den späten Morgenstunden löst sich plötzlich ein mehr als 1500 Kubikmeter großer, schneebedeckter Felsbrocken vom Gipfel des Mel de la Niva. Auf seinem Weg in die Tiefe zerbricht er in mehrere Brocken, die ihren Weg ins Tal fortsetzen; einer der großen Brocken kommt erst am Fuße des Gipfels neben einer Berghütte zum Stillstand. Er hat eine etwa 1,4 Kilometer lange Schneise in Wald und Wiese geschlagen.

Auch auf dem Mond stürzen immer wieder Felsen ins Tal und hinterlassen auf ihrem Weg beeindruckende Spuren, wie seit den ersten unbemannten Flügen zu unserem nächsten Nachbarn im All in den 60er Jahren bekannt ist. Während der späteren Apollo-Missionen untersuchten Astronauten solche Spuren vor Ort und brachten Gesteinsproben zurück zur Erde. Eine Übersicht zu gewinnen, wie verbreitet solche Felsbewegungen sind und wo sie auftreten, war bis vor wenigen Jahren dennoch schwierig.

„Die allermeisten abgestürzten Felsbrocken auf dem Mond haben einen Durchmesser zwischen sieben und zehn Metern“, erklärt der Erstautor der neuen Studie Valentin Bickel, der am MPS und an der ETH promoviert. „Frühere Raumsonden, die den Mond untersucht haben, konnten solch kleine Strukturen nicht überall sichtbar machen“, fügt er hinzu. Erst der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA kartiert seit 2010 die gesamte Mondoberfläche mit der nötigen räumlichen Auflösung und Abdeckung.

Ein Archiv mit mehr als zwei Millionen dieser Aufnahmen hat Bickel in den vergangenen Monaten durchforstet. Natürlich nicht händisch. Stattdessen entwickelte er einen Suchalgorithmus, der auf der Grundlage neuronaler Netzwerke nach und nach lernt, die typischen Spuren abgehender Felsstürze in Satellitenbildern zu erkennen.

Entstanden ist so eine Karte der Mondoberfläche zwischen 80 Grad nördlich und 80 Grad südlicher Breite, die 136.610 Felsstürze mit Durchmessern von mehr als zweieinhalb Metern verzeichnet. „Die Karte bietet uns erstmals die Möglichkeit, das Auftreten von Felsstürzen auf einem anderen Himmelskörper und deren Ursachen zu untersuchen“, so Dr. Urs Mall vom MPS. Bisher hatten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler angenommen, dass vor allem Mondbeben Felsbrocken lösen und in Bewegung versetzen. Wie sich jetzt zeigt, scheinen Einschläge von Asteroiden eine deutlich wichtigere Rolle zu spielen. Sie sind anscheinend – direkt oder indirekt – für mehr als 80 Prozent aller Felsstürze verantwortlich.

„Ein Großteil der Felsstürze findet sich in der Nähe von Kraterwänden“, so Prof. Dr. Simon Löw von der ETH Zürich. Einige der Brocken lösen sich vermutlich bald nach dem Einschlag, andere deutlich später. Die Forscher gehen davon aus, dass nach einem Impakt an der Einschlagstelle ein Netzwerk aus Rissen im Untergrund entsteht. Teile der Oberfläche können so selbst noch nach sehr langen geologischen Zeiträumen mobil werden.

Selbst in den ältesten Landschaften des Mondes, also in den Gebieten der Prä-imbrischen Periode, die vor bis zu 4 Milliarden Jahren entstanden, finden sich an uralten Kratern Spuren von frischen Felsstürzen. Da solche Abdrücke nach einigen Millionen Jahren verwittern müssten, sind offenbar selbst diese alten Oberflächen noch immer im Wandel, selbst Milliarden von Jahren nachdem sie entstanden sind.

„Asteroideneinschläge beeinflussen und verändern die Geologie einer Region offenbar über sehr, sehr lange Zeiträume hinweg“, so Bickel. Zudem legen die Ergebnisse nahe, dass sich auch andere, sehr alte Oberflächen auf Körpern ohne Atmosphäre wie etwa auf dem Merkur oder dem großen Asteroiden Vesta noch immer verändern könnten.

Dort, wo die Felsstürze nicht in Zusammenhang mit Kratern stehen, deutet viel auf einen seismischen oder vulkanischen Ursprung hin. So fanden die Forscher etwa Gesteinsabgänge an vermutlich seismisch aktiven tektonischen Gräben und an Vulkanschloten mit charakteristischen Rissen und Gängen. Die neue Übersichtskarte kann so helfen, noch unbekannte, seismisch aktive Regionen zu identifizieren. Für künftige robotische oder gar bemannte Missionen zum Mond stellen solche Gebiete eine potentielle Herausforderung dar.

Literaturhinweis
Bickel VT, Aaron J, Manconi A, Loew S, Mall U: Impacts drive lunar rockfalls over billions of years. Nature Communications, 8. Juni 2020, DOI: 10.1038/s41467-​020-16653-3

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Mond

Der Beitrag Erste globale Karte der Felsstürze auf dem Mond erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Am 14. Dezember 2013 landete die chinesische Raumsonde Chang`e 3 im nördlichen Bereich des Mare Imbrium auf dem Mond (Raumfahrer.net berichtete). An diesem Tag waren auch die Instrumente des von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Mondorbiters LADEE auf den Mond ausgerichtet. Durch vergleichende Messungen unmittelbar vor und nach der Landung von Chang`e 3 versuchten die an der LADEE-Mission beteiligten Wissenschaftler Mondstaub zu detektieren, der durch den Landevorgang in die Höhe befördert wurde und der somit zu einer zeitweilig veränderten Zusammensetzung des extrem dünnen Mondatmosphäre führte. Allerdings waren diese Bemühungen leider erfolglos (Raumfahrer.net berichtete).

Ein zweiter Mondorbiter, der ebenfalls von der NASA betriebene und mit einer hochauflösenden Kamera zur Abbildung der Mondoberfläche ausgestattete Lunar Reconnaissance Orbiter (kurz „LRO„) konnte die Landung an diesem Tag dagegen nicht direkt verfolgen, da sich das Landegebiet der chinesischen Mondsonde zu diesem Zeitpunkt außerhalb des Sichtfeldes des LRO befand. Zehn Tage später, am 24. Dezember 2013, gestaltete sich die Situation dagegen anders. Innerhalb von 36 Stunden – dies entspricht 19 LRO-Umläufen um den Mond – konnte die LROC-Kamera insgesamt sechs Aufnahmen von der Landezone anfertigen.

Das am höchsten aufgelöste Foto konnte dabei am 25. Dezember um 04:52:49 MEZ angefertigt werden. Zu diesem Zeitpunkt befand sich der LRO fast genau senkrecht über Chang`e 3. Aus einer Überflughöhe von etwa 150 Kilometern erreichte die Narrow Angle Camera ( kurz „NAC“) eine Auflösung von rund 150 Zentimetern pro Pixel und konnte damit sowohl die eigentliche Mondsonde als auch den ebenfalls zur Mondoberfläche transportierten Rover Yutu abbilden.

Der Rover Yutu (zu deutsch „Jadehase“) verfügt über eine Länge von ebenfalls etwa 150 Zentimetern. Die erfolgreiche Abbildung des Rovers hat zwei Gründe. Zum einen befinden sich an den Seiten von Yutu zwei Solarpaneele, welche das Licht der Sonne sehr effizient reflektieren. Zum anderen führte der niedrige Stand der Sonne über dem Horizont zu einem relativ langen Schattenwurf. Aus diesen Gründen nimmt Yutu in den aktuellen Aufnahmen eine Fläche von etwa zwei Pixeln ein.

Durch den Vergleich mit einer vorher angefertigten Aufnahme der gleichen Region konnten die Koordinaten der Landestelle punktgenau festgelegt werden. Chang`e 3 befindet sich demzufolge bei 44,1214 Grad nördlicher Breite und 340,4884 östlicher Länge. Dieser Bereich der Mondoberfläche befindet sich 2.640 Meter unterhalb der durchschnittlichen Höhe der Mondoberfläche. Etwa 60 Meter weiter westlich befindet sich ein etwa 450 Meter durchmessender, rund 40 Meter tiefer und bisher unbenannter Impaktkrater.

Die hier befindliche Oberfläche des Mondes wird von vulkanischen Ablagerungen dominiert. Vorherige spektroskopische Analysen dieser Region führten zu dem Schluss, dass das Gelände, in dem sich Chang`e 3befindet, über ein Alter von etwa drei Milliarden Jahren verfügt. Etwa zehn Kilometer weiter nördlich befindet sich eine Region, deren Alter auf etwa 3,5 Milliarden Jahre geschätzt wird.
Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.net:

• Change und Yutu im Ruhemodus (25. Dezember 2013)
• LADEE: Keine Anzeichen für Chang`e 3-Landung (22. Dezember 2013)
• Landeplatz von Chang`e 3 identifiziert (17. Dezember 2013)
• Yutu ist unterwegs (14. Dezember 2013)
• Chang`e 3 ist gelandet (14. Dezember 2013)
• Chang`e 3: Orbitabsenkung erfolgreich (10. Dezember 2013)
• Wissenschaftliche Ausrüstung von Chang`e 3 (3. Dezember 2013)

Diskutieren Sie mit in Raumcon-Forum:

• Chang`e 3 – Lunar Lander
• Mond

Der Beitrag LRO liefert Aufnahmen von Chang`e 3 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.