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Innerer Aufbau

Autor: Mathias Scholz

Über den inneren Aufbau des Erdmondes gibt es sehr detaillierte Modellvorstellungen. Dazu haben u.a. die sechs seismischen Stationen, die von 1969 bis 1977 in Betrieb waren und eine Vielzahl von Mondbeben registrierten, mit entscheidend beigetragen. Diese Beben, die gewöhnlich bedeutend schwächer sind als die Beben, die man von der Erde her kennt, lassen sich in vier Gruppen einteilen:

Tiefbeben

Ihr Epizentrum liegt in einer Tiefe zwischen 800 und 1000 km Ihre Stärke erreicht den Wert 1.3 auf der Richterskala

Flachbeben

Das Epizentrum fällt mit der Kruste-Mantel-Grenze in ca. 50 bis 300 km Tiefe zusammen. Sie sind oftmals stärker als Tiefbeben (bis 5 auf der Richterskala).

Impaktbeben

Treten auf, wenn meteoritische Körper (oder nicht mehr gebrauchtes Forschungsgerät) auf den Mond fällt...

Thermische Beben

Sie entstehen, wenn die Sonne die in der Mondnacht erkalteten Gestei erwärmt und sich die aufgrund der Wärmeausdehnung entstehenden Spannungen lösen.

Tiefbeben scheinen immer dann häufiger aufzutreten, wenn sich der Mond im bzw. nahe dem Perigäum befindet. Die dabei verstärkt auftretenden Gezeitenkräfte führen im erstarrten Mondinneren zu Spannungen, die durch diese Beben gelöst werden. Die relativ selten auftretenden Flachbeben haben dagegen tektonische Ursachen, die anscheinend mit Schwereanomalien zu tun haben. Das erklärt, warum ihre Epizentren hauptsächlich in Mare-Gebieten (wo sich die Mascons = Massekonzen- trationen, Gebiete mit erhöhter Schwerebeschleunigung, befinden) liegen.

Genauso wie bei der Erde kann man durch Auswertung der Laufzeitkurven von Mondb physikalischen und geologischen Bedingungen im Inneren des Mondes schließ Modellrechnungen und unter Berücksichtigung der chemischen Zusammensetzung der Ge der Mondoberfläche sowie ihres Verhaltens unter Druck ergibt sich etwa folgendes Bild:

Mondkruste

oberste, ca. 60 km (Vorderseite) bzw. 100 km (Rückseite) mächtige Schicht, bestehend aus Anorthosit und anorthositischen Gabbros (das sind nahezu reine Feldspatgesteine). Der oberste Bereich (bis 25 km Tiefe) ist durch Meteoritenimpakte stark zerklüftet. In tieferen Schichten werden die Klüfte und Risse durch den Gesteinsdruck wieder geschlossen – eine Ursache für Flachbeben.

Oberer Mantel

bis ca. 480-500 km Tiefe. Olivin- und pyroxenreiche basaltische Tiefengesteine.

Mittlerer Mantel

bis ca. 1000 km Tiefe.

Unterer Mantel

bis ca. 1300 km Tiefe, wahrscheinlich partiell geschmolzen

Kleiner Eisenkern

(Durchmesser ~ 500 bis 900 km). Seine Existenz ist aus seismischen Daten nicht eindeutig belegt, aber nach den Messungen von Lunar Prospector sehr wahrscheinlich. Wenn er existiert, kann sein innerster Bereich im geschmolzenen Zustand vorliegen. Im Vergleich zur Erde ist der Mond jedoch außergewöhnlich arm an Eisenmetallen ein Fakt, den die Theorie der Mondentstehung erklären muß.

Die Mantelgrenzen ergeben sich analog zur Erde aus Diskontinuitäten der Geschwindigkeit der verschiedenen Bebenwellen. Sie sind aber nicht sonderlich gut ausgeprägt. Messungen des lunaren Trägheitsmomentes sind am besten mit einer relativ gleichförmigen Dichteverteilung im Mondmantel verträglich.

Im Großen und Ganzen ist der Erdmond ein differenzierter, bis zum unteren Mantel vollständig erstarrter Körper, der nur noch wenig seismische und so gut wie keine tektonischen Aktivitäten mehr zeigt. Es scheint lediglich noch eine geringfügige Restentgasung aus der Kruste heraus stattzufinden, wie die Beobachtungen von sogenannten TLP`s („Transient Lunar Phenomena“) zeigen. Aufsehenerregend war in dieser Beziehung die Entdeckung des sowjetischen Astronomen NIKOLAI ALEXANDROWITSCH KOZYREW (1908-1983. Er beobachtete 1958 eine Gas- oder Staubwolke im Innern des Kraters Alphonsus, die er auch spektroskopierte. Seitdem wurde eine Vielzahl von TLP`s an verschiedenen Stellen des Mondes beobachtet. Besonders der junge Krater Aristarch ist durch seine „Moonblinks“ bekannt geworden. Auch die TLP`s zeigen – wie die Tiefbeben – eine Häufung zu Zeiten, wo der Mond der Erde besonders nahe steht. Dieser Effekt wird Middlehurst-Effekt genannt.

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