10 Jan 2011

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Mondkern – neue Erkenntnisse durch Apollo Daten

Eine neue Begutachtung experimenteller seismischer Daten des Mondes, welche Apollo Astronauten erhalten hatten, gab Wissenschaftlern ein besseres Verständnis über das Mondinnere. Es scheint, dass der Mondkern dem der Erde sehr ähnelt – mit einem festen Innenkern und einem geschmolzenen flüssigen Außenkern – und seine Größe befindet sich in der Mitte vorheriger Schätzungen.

Neue Erkenntnisse zum Mondkern durch Apollo Daten, Bildquelle: Science

Während die Existenz eines flüssigen Kerns aus vorherigen geophysikalischen Messungen gemutmaßt wurde, haben wir die erste direkte seismische Beobachtung eines flüssigen Außenkerns gemacht“, sagte Dr. Renee Weber, eine Planetenforscherin des NASA Marshall Space Flight Center und Leiterin des Forschungsteams.

Das Apollo Passive Seismic Experiment maß auf dem Mond seismische Wellen, übereinstimmend mit 4 Seismometern, die während der Apollo-Mission von 1969 bis 1972 auf der Erdnahen Seite eingesetzt wurden. Seit Ende 1977 zeichneten die Instrumente ununterbrochen Bodenbewegungen auf. Jedoch wurden die Daten als nicht sehr aussagekräftig eingestuft, da es nur wenige Stationen, fehlende Beobachtungen von Aktivitäten auf der anderen Seite und Störungen durch „Mondbeben“ gab. Da dies die einzige verfügbare direkte Messung auf dem Mond war, waren mehrere Forscher unterschiedlicher Meinung über die Schlüsselcharakteristiken des Kerns, wie dessen Radius, Zusammensetzung und Zustand (d.h. ob er fest oder geschmolzen ist). „Das tiefste Innere des Mondes, besonders ob er einen Kern hat oder nicht, war ein blinder Punkt für die Seismologen,“ meinte Ed Garnero, Professor der Arizona State University und Mitglied des Forschungsteams. „Die seismischen Daten der alten Apollo-Missionen waren zu rauschend um mit Sicherheit den Mond bildlich darzustellen.“

Weber und ihre Kollegen reanalysierten die Apollo-Daten mit einer Methode, die normalerweise zur Auswertung seismischer Erddaten benutzt wird. Das sogenannte Spektralverfahren fügt oder „stapelt“ seismische Aufnahmen in einer besonderen Art zusammen und betrachtet sie zusammen. Die verschiedenen Aufnahmen zusammen zu betrachtet, ermöglicht den Wissenschaftlern sehr schwache Signale zu exzerpieren. Die Tiefe der Schichten, welche seismische Energie reflektieren, kann identifiziert werden und zeigt sofort die Zusammensetzung und den Zustand der verschiedenen Tiefen.

Diese Methode kann schwache, schwer wahrnehmbare Signale verstärken indem sie Seismogramme zusammenfügt. „Wenn seismische Wellenenergie nach unten geht und in einer bestimmten Tiefe von irgendeiner tiefen Zwischenzone, wie der Kernmantelgrenze des Mondes, abprallt, dann sollte das Echosignal auf allen Aufzeichnungen sein, selbst unter dem Hintergrundlärm,“ sagen Patty Lin, promovierte Kandidatin der ASU und ein anderes Teammitglied. „Wenn wir die Signale zusammenfügen, wird die Schwingungsweite der Kernreflexion sichtbar, was uns die Tiefe des Mondes kartografieren lässt.

Weber erzählte der Universe Today das die Kurzwellen keine flüssigen Regionen durchdringen. „Während wir die Kompressionswellen vom festen Innenkern beobachtet haben, konnten wir (wie erwartet) die Reflexionsbrechung des Inneren Kernes nicht beobachtet, da die Energie von der Oberfläche des Außenkerns reflektiert wird.“

Aktuelle Studien vermuteten, dass der Mond einen relativ kleinen, eisenhaltigen Kern von ungefähr 250 bis 430 km Größe, oder grob 15 bis 25 % seines 1.0737,1 km Gesamtradius, habe. Die neuen Messungen veranschlagen den Kern ein bisschen größer. „Wir haben den Radius der Kernmantelgrenze bei 330 km eingeordnet, ungefähr 19% des Gesamtradius des Mondes,“ schrieb Weber in einer E-Mail.

Der eisenhaltige Kern besitzt einen soliden inneren Ball mit einem ca. 240 km großen Radius und einer 90 km dicke flüssige äußere Schale.

Die neue Forschung deutet auch auf ein instabiles, ausgelaugtes Innere hin, da der Mondkern einen kleinen prozentualen Anteil Nichtmetalle wie Schwefel enthält, ähnlich dem der Erde mit Schwefel, Sauerstoff und anderen Stoffen.

Die überarbeiteten 30 Jahre alten Daten scheinen auch die Führungstheorie, wie der Mond sich bildete, zu bestätigen. „Die Präsenz einer Schmelzschicht und eines geschmolzenen Außenkerns unterstützen das weitverbreitete Großen-Einschlag-Modell der Mondentstehung, welche prognostiziert, dass der Mond sich in einem vollständigen flüssigen Zustand geformt haben könnte“, sagte Weber.

  1. Is doch klar das der mondkern dem der erde gleicht wenn nicht sogar 100% übereinstimmt,waere ja auch ne zumutung wenn man nu sagen würde die erde hat nen flüssigen kern aber der mond ist zb hohl ^^

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