Das vergangene Magnetfeld des Mondes

Anders als die Erde umgibt den Mond heute kein Magnetfeld mehr. Doch bis vor rund zwei Milliarden Jahren war das noch ganz anders, wie etwa die Analysen von Mondgestein – gesammelt während der Apollo-Missionen – zeigen. Einer Forschergruppe gelang es nun sogar, die wahrscheinliche Ausrichtung des lang vergangenen Magnetfeldes zu ermitteln. Wie die Astronomen in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ berichten, untersuchten sie dafür im Detail die Fotos, die während der Mission Apollo 17 von den Astronauten aufgenommen wurden.

Zwei Basaltbrocken, die Astronauten auf der Mission Apollo 17 im Jahr 1972 sammelten, bildeten die Grundlage für die Analysen von Claire Nichols von der University of Oxford und ihren Kollegen. Die 10 bis 15 Zentimeter großen und gut ein Kilogramm schweren Gesteinsproben sind etwa 3,7 Milliarden Jahre alt. Ihr innerer Aufbau zeigt, dass sie bei ihrem Erstarren einem Magnetfeld ausgesetzt waren: Denn die Proben enthalten ferromagnetische Mineralien, die sich entlang eines Magnetfeldes ausrichteten und seither in dieser Position verharren. Anhand dieser Proben ermittelten die Forscher, dass das Magnetfeld vor 3,7 Milliarden Jahren etwa 50 Mikrotesla stark war – vergleichbar mit der heutigen Stärke des Erdmagnetfeldes.

Aufnahmen der Mission Apollo 17

Allerdings versäumten es die Astronauten damals, die genaue Lage der Gesteinsproben am Fundort, dem Camelot-Krater, festzuhalten. Daher war es bislang nicht möglich, von der im Gestein eingeprägten Magnetisierung auf die Ausrichtung des Mondmagnetfelds zurückzuschließen. Doch Nichols und ihre Kollegen konnten dieses Problem nun lösen, indem sie die zahlreichen Fotos der Mondoberfläche, die Astronauten im Jahr 1972 aufgenommen haben, genau untersuchten. Sie verglichen zum einen das Gesteinsmaterial rund um die Fundstätten mit den Proben und andererseits die Fotos vor und nach der Probennahme. So bestimmten sie mit hoher Wahrscheinlichkeit die ursprüngliche Lage der Basaltbrocken.

Die Analyse beider Gesteinsproben lieferte ein übereinstimmendes Ergebnis für die Ausrichtung des ehemaligen Magnetfelds: Zum Zeitpunkt des Erstarrens der Basaltbrocken war es wahrscheinlich um etwa 34 Grad zur Nord-Süd-Achse geneigt. Darauf aufbauend simulierten die Forscher mögliche Formen des Magnetfelds. Es zeigt sich, dass ein Magnetfeld mit zwei Polen, ähnlich dem der Erde, im Vergleich zu komplizierteren Geometrien die wahrscheinlichste Form darstellt. Um das Rätsel des Mondmagnetfelds allerdings vollständig zu lösen, sind noch weitere Mondmissionen nötig.