NASA: Deshalb gibt es am Mond mehr Wasser als gedacht

Wasser ist nicht nur an schattigen Kratern auf den kalten Mond-Polen zu finden, sondern auch in wärmeren Arealen fernab der Pole. Wieso konnte bislang nicht geklärt werden: Das Wasser-Eis müsste auf der Tagseite des Mondos viel zu schnell schmelzen.

Das Forscherteam rund um Björn Davidsson vom NASA Jet Propulsion Laboratory hat daher zunächst die Theorie aufgestellt, Wasser-Moleküle könnten im Inneren von Gesteinen oder Impaktglas, das ist natürliches Glas, das bei einem großen Meteoriten-Einschlag entsteht, „eingekesselt“ sein. Auf diese Weise könnte Wasser rein theoretisch selbst dann überstehen, wenn Sonnenlicht die Oberfläche wärmt.

Forscher*innen haben Computer-Modell überarbeitet

So einfach ist es aber nicht: Denn vor Mittag, also wenn die Sonne am höchsten steht, wird das Wasser den Beobachtungen nach weniger und am Nachmittag wieder mehr. Das bedeutet, dass es sich fortbewegt und somit nicht eingekesselt sein kann. Um diesem Rätsel auf den Grund zu gehen, haben die Forscher*innen ihr Computer-Modell nun überarbeitet, welches unter anderem Felsbrocken, Krater und schattige Areale (auch zur Mittagszeit) beinhaltet. Bisherige Computer-Modelle basierten auf alten Karten, die flach waren.

Nun gehen die Forscher*innen davon aus, dass die äußerst dünne Atmosphäre des Mondes die Oberflächenhitze nicht verteilen kann. Extrem kalte und schattige Regionen mit Temperaturen bis zu minus 210 Grad Celsius können daher an wärmeren Arealen angrenzen, die bis zu 120 Grad Celsius heiß werden können. Das Wasser-Eis sammelt sich tagsüber in den kalten Zonen an und gelangt bei Sonnenlichteinstrahlung langsam in die Exosphäre, die äußerste Atmosphärenschicht des Mondes.

In der Folge gefrieren die Moleküle wieder und sammeln sich erneut als Frost in den kalten Regionen an. „Frost ist viel mobiler als eingekesseltes Wasser“, so Davidsson. Zusammengefasst: Das Eis liegt morgens im Schatten eines Felsens. Die Sonne wandert, der Schatten wird weniger, das Eis schmilzt. Die Moleküle steigen in die Exosphäre, kühlen ab und wandern später als Frost wieder in die Schatten der Felsen.

Wasservorkommen auf dem Mond 2020 bestätigt

Dass Wasser generell auf dem Mond vorkommt, ist seit längerem klar. „Vor mehr als einem Jahrzehnt haben Raumfahrzeuge das mögliche Vorhandensein von Wasser auf der tagseitigen Mondoberfläche geortet und das wurde vom NASA Stratospheric Oversvatory for Infrared Anstronomy (SOFIA) 2020 bestätigt“, sagt Davidsson. Im ersten Moment widersprachen diese Beobachtungen seiner Intuition: „Wasser sollte in solch einer harten Umgebung nicht überdauern“, sagt er.

Die neue Studie wurde in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.