Asteroideneinschlag auf dem Mond rekonstruiert

Das Mare Orientale auf dem Mond ist ein großes Einschlagbecken mit gleich drei Ringgebirgen – aber keiner dieser Ringe entspricht dem ursprünglichen Krater. Das zeigt die Auswertung von Daten der US-amerikanischen Mondsonden GRAIL sowie die Simulation des Einschlags durch ein internationales Forscherteam. Demnach erzeugte der Aufprall eines 64 Kilometer großen Asteroiden zunächst einen 390 Kilometer großen und 180 Kilometer tiefen Krater, der jedoch innerhalb von wenigen Minuten durch Bewegungen der Mondkruste wieder verschwand. Die Untersuchung helfe, die Entstehung ähnlicher Strukturen etwa auf dem Mars oder der Erde zu verstehen, so die Forscher im Fachblatt „Science“.   

„Große Einschläge wie jener, der das Mare Orientale formte, zählen zu den wichtigsten Einflüssen auf die Entwicklung der Planetenkrusten im jungen Sonnensystem“, erläutert Brandon Johnson vom Massachusetts Institute of Technology in den USA. „Dank der hervorragenden Daten von GRAIL verstehen wir jetzt viel besser, wie solche Strukturen entstehen und wir können diese Erkenntnisse auf ähnliche Einschlagbecken überall im Sonnensystem anwenden.“ Die Doppelsonde GRAIL hatte den Mond im Jahr 2012 umkreist und insbesondere das Schwerefeld des Erdtrabanten mit hoher Genauigkeit vermessen. So konnten die Forscher einen Einblick in die Massenverteilung unter der Oberfläche des Mondes erhalten.

Die GRAIL-Messungen zeigen, dass bei dem Einschlag vor 3,8 Milliarden Jahren etwa drei Millionen Kubikkilometer Materie aus der Kruste ausgeworfen wurden. Etwa ein Drittel dieses Material verteilte sich in der unmittelbaren Umgebung und führte hier zu einer Verdickung der Kruste. Der Rand des ursprünglichen Kraters lag, so zeigen die gemessenen Massenanomalien, etwa zwischen den beiden heutigen inneren Ringen.

Ausgehend von diesen Daten simulierten die Forscher den Einschlag mit Computermodellen. Ein Asteroid mit einem Durchmesser von 64 Kilometern und einer Einschlaggeschwindigkeit von 15 Kilometern pro Sekunde reproduziert die beobachteten Strukturen, wie Johnson und seine Kollegen berichten. Der ursprüngliche Krater stürzte sofort wieder ein und warmes, weiches Material floss von außen nach. In der Folge kam es zu zwei weiteren großen Einbrüchen der Mondkruste, aus denen die beiden äußeren Ringe hervorgingen. Der innere Ring entstand durch den ursprünglichen Zentralberg des Einschlagkraters, der durch sein Eigengewicht zusammensackte und die ringförmige Struktur zurückließ. „Es war ein heftiges Ereignis“, so Johnson, „diese gewaltigen Ringe bildeten sich innerhalb weniger Minuten nach dem Aufprall des Himmelskörpers.