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Feuchte Kollision

Wie kam Wasser ins Mondgestein?

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Lange schien es so, als sei der Mond ein staubtrockener Himmelskörper. Erst neuere Untersuchungen erbrachten den Nachweis, dass im Gestein des Erdtrabanten Wasser enthalten ist, wenn auch nur sehr wenig. Doch wie gelangte es dorthin? Ist es durch geochemische Reaktionen auf dem Mond selbst entstanden, oder stammt es von außerhalb, zum Beispiel von der Erde?

Um darauf eine Antwort zu finden, hat jetzt ein Forscherteam um Alberto Saal von der Brown University in Providence (USA) irdisches Gestein mit Mondgestein verglichen, das von den Astronauten der Apollo-Missionen 15 und 17 auf die Erde gebracht worden war. Dabei stellte sich heraus, dass das Mengenverhältnis von Wasserstoff zu dessen schwerem Isotop Deuterium in den irdischen und lunaren Wasserproben identisch ist. Eine solche Übereinstimmung sei ein sicheres Indiz dafür, dass das Wasser auf dem Mond den selben Ursprung habe wie jenes auf der Erde, schreiben die Forscher im US-Fachblatt »Science« (DOI: 10.1126/science.1235142). Denn die Isotopenzusammensetzung ist so etwas wie ein molekularer Fingerabdruck des Wassers, der Rückschlüsse auf dessen Herkunft erlaubt.

Dieses Ergebnis stützt die aktuelle Theorie von der Entstehung des Mondes, die besagt: Vor rund 4,5 Milliarden Jahren kollidierte die Erde mit einem etwa marsgroßen Himmelskörper. Dabei entstand eine Trümmerwolke, welche die Erde umkreiste und aus der sich schließlich der Mond formte. Bislang wurde jedoch vermutet, dass infolge dieses Einschlags eventuell auf dem Mond vorhandenes Wasser verdampft und ins All entwichen sei. »Offenkundig ist jedoch etwas Wasser übrig geblieben«, folgert Saal, der zugleich bekennt, dass er und seine Kollegen dafür noch keine Erklärung hätten.

Die neue Studie birgt aber ein weiteres interessantes Ergebnis: Das in Gesteinsproben von Erde und Mond ermittelte Verhältnis der Wasserstoffisotope findet sich auch in speziellen Meteoriten, sogenannten kohligen Chondriten, die größtenteils aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter stammen. Das legt den Schluss nahe, dass die Erde von diesen Himmelskörpern schon früh mit Wasser beliefert wurde. »Die einfachste Erklärung ist, dass es bereits auf der abgekühlten Urerde reichlich Wasser gab«, meint Saal. Ein Teil davon sei nach der Kollision der Erde mit einem anderen Himmelskörper auf den neu entstandenen Mond gelangt und ins Gestein eingelagert worden.

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