Der kolossale uralte Einfluss, der mit dem Unterschied zwischen der nahen und der fernen Seite des Mondes verbunden ist

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Konvektion Mondeinschlag

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Eine neue Studie zeigt, dass eine alte Kollision am Südpol des Mondes die Konvektionsmuster im Mondmantel veränderte und eine Reihe von wärmeerzeugenden Elementen auf der nahen Seite konzentrierte. Diese Elemente spielten eine Rolle bei der Bildung der riesigen Mondstute, wie sie von der Erde aus gesehen wird. Bildnachweis: Matt Jones

Neue Forschungsergebnisse zeigen, wie der Einfluss, der das Südpol-Aitken-Becken des Mondes geschaffen hat, mit dem Kontrast in Zusammensetzung und Aussehen zwischen den beiden Seiten des Mondes zusammenhängt.

Das Gesicht, das der Mond der Erde zeigt, ist ganz anders als das, was er auf seiner verborgenen Seite verbirgt. Die nahe Seite wird von Moonmare dominiert – den großen, dunklen Überresten uralter Lavaströme. Crater hingegen hat fast keine Merkmale einer breiten Stute. Warum die beiden Seiten so unterschiedlich sind, ist eines der beständigsten Geheimnisse des Mondes.

Jetzt haben Forscher eine neue Erklärung für den doppelseitigen Mond – eine, die sich auf einen riesigen Einschlag vor Milliarden von Jahren in der Nähe des Südpols des Mondes bezieht.

Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, legt nahe, dass der Einschlag, der das massive South Pole-Aitken (SPA)-Becken des Mondes bildete, eine große heiße Wolke erzeugt hätte, die sich in das Innere des Mondes ausbreitete. Die Wolke wird einen Teil des Materials – eine Zusammensetzung aus Seltenerdelementen und wärmeerzeugenden Elementen – auf die nahe Seite des Mondes transportieren. Die Konzentration dieser Elemente hätte zum Vulkanismus beigetragen, der die nahe gelegenen Vulkanebenen geschaffen hat.

Far Side und Far Side des Mondes

Die Vorderseite des Mondes (links) wird von ausgedehnten vulkanischen Ablagerungen dominiert, während die Rückseite (rechts) viel weniger ist). Warum die beiden Seiten so unterschiedlich sind, ist ein fortwährendes Mondgeheimnis. Bildnachweis: Brown University

“Wir wussten, dass ein großer Aufprall wie der, der das SPA bildete, viel Wärme erzeugen würde”, sagte Matt Jones, ein Doktorand an der Brown University und Hauptautor der Studie. „Die Frage ist, wie diese Wärme die innere Dynamik des Mondes beeinflusst. Was wir zeigen, ist, dass sich diese wärmeerzeugenden Elemente unter allen plausiblen Bedingungen zum Zeitpunkt der Bildung des SPA schließlich auf der nahen Seite konzentrierten. Wir glauben, dass dies dazu beigetragen hat Das Schmelzen des Mantels schuf die Lavaströme, die wir an der Oberfläche sehen.

Die Studie ist eine Zusammenarbeit zwischen Jones und seinem Berater Alexander Evans, einem Assistenzprofessor an der Brown University, und Forschern der Purdue University, des Lunar and Planetary Science Laboratory in Arizona, der Stanford University und des Jet Propulsion Laboratory der NASA.[{“attribute=““>JetPropulsionLaboratoryderNASA[{“attribute=““>NASA’sJetPropulsionLaboratory

Beschriftete auf Mondeinschlag basierende Konvektion

Eine neue Studie zeigt, dass eine alte Kollision am Südpol des Mondes die Konvektionsmuster im Mondmantel veränderte und eine Reihe von wärmeerzeugenden Elementen im näheren Teil konzentrierte. Diese Elemente waren maßgeblich an der Schaffung des großen Mondpferdes beteiligt, das von der Erde aus sichtbar ist. Bildnachweis: Matt Jones

Die Unterscheidung zwischen der nahen und der fernen Seite des Mondes wurde erstmals in den 1960er Jahren durch die sowjetische Luna-Mission und das US-amerikanische Apollo-Programm aufgedeckt. Während Unterschiede in den vulkanischen Ablagerungen offensichtlich sind, werden zukünftige Missionen auch Unterschiede in der geochemischen Zusammensetzung aufdecken. Der nahe gelegene Abschnitt beherbergt eine als Procellarum KREEP terrane (PKT) bekannte Zusammensetzungsanomalie – Konzentrationen von Kalium (K), Seltenerdelementen (REE), Phosphor (P) zusammen mit wärmeerzeugenden Elementen wie Thorium. KREEP scheint in und um Oceanus Procellarum konzentriert zu sein, dem größten Vulkanplateau in der Nähe, ist aber anderswo auf dem Mond selten.

Einige Wissenschaftler haben eine Verbindung zwischen der KPCh und Lavaströmen in der näheren Umgebung vermutet, aber die Frage, warum die Anordnung der Elemente in der näheren Umgebung konzentriert ist, bleibt bestehen. Die neue Studie liefert eine Erklärung im Zusammenhang mit dem Südpol-Aitken-Becken, dem zweitgrößten bekannten Einschlagskrater im Sonnensystem.

Für die Studie führten die Forscher Computersimulationen durch, wie die durch den riesigen Einschlag erzeugte Wärme die Konvektionsmuster im Inneren des Mondes verändern und wie sie KREEP-Material im Mondmantel umverteilen könnte. Es wird angenommen, dass KREEP den letzten Teil des Mantels darstellt, der sich nach der Entstehung des Mondes verfestigt. Daher bildete es wahrscheinlich die äußerste Schicht des Mantels direkt unter der Mondkruste. Modelle des Mondinneren deuten darauf hin, dass es mehr oder weniger gleichmäßig unter der Oberfläche verteilt sein sollte. Dieses neue Modell zeigt jedoch, dass die gleichmäßige Verteilung durch den Hitzestoß des SPA-Aufpralls gestört wird.

Je nach Modell reitet das KREEP-Material wie ein Surfer auf der Hitzewelle, die von der SPA-Aufprallzone ausgeht. Als sich die Hitzeausbrüche unter der Mondkruste ausbreiteten, wurde das Material schließlich massenhaft in den näheren Teil des Mondes geschleudert. Das Team führte Simulationen für eine Reihe verschiedener Aufprallszenarien durch, vom tödlichen Schlag bis zum flüchtigen Treffer. Während jede unterschiedliche Wärmemuster erzeugt und KREEP in unterschiedlichem Maße mobilisiert, erzeugen alle nahezu KREEP-Konzentrationen, was mit der PKT-Anomalie übereinstimmt.

Forscher sagen, dass die Arbeit eine glaubwürdige Erklärung für eines der beständigsten Geheimnisse des Mondes liefert.

„Wie sich die KPCh gebildet hat, ist wohl die bedeutendste offene Frage in der Mondwissenschaft“, sagte Jones. „Und die Südpol-Aitken-Kollision war eines der bedeutendsten Ereignisse in der Geschichte des Mondes. Diese Arbeit bringt diese beiden Dinge zusammen, und ich denke, unsere Ergebnisse sind sehr interessant.“

Referenz: „Ursprung des Südpols – Aitken-Einfluss der Kompositionsasymmetrie des Mondes“ von Matt J. Jones, Alexander J. Evans, Brandon C. Johnson, Matthew B. Weller, Jeffrey C. Andrews-Hanna, Sonia M. Tikoo und James T. Kean, 8. April 2022, Wissenschaftliche Fortschritte.
DOI: 10.1126/sciadv.abm8475

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