Große geologische Fragen

Die Rückseite des Erdtrabanten ähnelt kaum jenem vertrauten Mondgesicht, das wir kennen. Die sogenannten Mare der Vorderseite, also ausgedehnte vulkanische Ebenen, sind hier selten. Auf der Rückseite gibt es vor allem viele Krater; dominiert wird die südliche Hemisphäre vom Südpol-Aitken-Becken: Es ist mit 2500 Kilometern Durchmesser eines der größten bekannten Einschlagsbecken im Sonnensystem und eines der ältesten. Vor über vier Milliarden Jahren muss hier ein gewaltiger Meteorit eingeschlagen sein – viele Jahrmillionen später bildeten sich weitere Einschlagskrater auf seiner Oberfläche, zu denen auch der 180 Kilometer breite Von-Kármán-Krater gehört, in dem Chang'e 4 nun steht.

Von Kármán ist ein Sonderfall der Mondrückseite, denn der Kraterboden ist von flachen Marebasalten bedeckt, was letztlich auch die Entscheidung, hier zu landen, begünstigt haben dürfte. Gleichzeitig liegt Von Kármán am Rand des Südpol-Aitken-Beckens und damit in einer besonders für Geologen sehr spannenden Region: „Wir haben bisher nur sehr kleine Bereiche der Mondoberfläche [mit Landern] untersucht“, sagt Jessica Flahaut von der Universität im französischen Nancy und eine der internationalen Beraterinnen der chinesischen Missionsplaner. „Alle Raumsonden landeten bisher in Geländetypen, die gerade vier Prozente der Mondoberfläche ausmachen“, sagt sie. In Von Kármán besteht dagegen eine gute Chance, dass der Einschlag das lunare Krustengestein durchschlagen und tief darunter liegende Mantelgesteine offengelegt hat, die Forscher bislang noch nie zu Gesicht bekommen haben.

"Alle Raumsonden landeten bisher in Geländetypen, die gerade vier Prozente der Mondoberfläche ausmachen." (Jessica Flahaut, Universität Nancy)

Durch die Mission die Mondrückseite erhoffen sich Geologen, bislang ungelöste Rätsel der Entwicklung des Erdtrabanten klären zu können: Die Forscher würden gerne verstehen, warum die vulkanischen Prozesse auf Vorder- und Rückseite so unterschiedlich waren – und die Mare nicht überall gleich verbreitet sind. Lange Zeit glaubten sie, dies könnte daran liegen, dass die Kruste auf der Mondvorderseite dünner ist und vulkanische Schmelzen in den ersten Jahrmillionen der lunaren Geschichte somit leichter aufsteigen konnten. Die NASA-Mission Grail bestimmte bis Ende 2012 allerdings das lunare Schwerefeld und konnte keine auffällig erhöhte Krustendicke auf der erdabgewandten Seite feststellen (Quelle: Wieczorek et al 2013). Warum gibt es dort dennoch kaum vulkanische Mare? - „Das ist eine große Frage“, sagt Harald Hiesinger, Planetengeologe und Mondexperte an der Universität Münster.

Anhand des Mondinneren können Forscher lernen, wie sich der Mond seit seiner Entstehung entwickelt hat. Wie die mondweit ähnliche Krustendicke und der überwiegend fehlende Vulkanismus auf der Mondrückseite zeigt, gibt es dabei immense Verständnisprobleme. Vor 4,5 Milliarden Jahren entstand der Mond mutmaßlich während eines planetaren Einschlags auf der jungen Erde. Die dabei ausgeworfenen Gesteine sammelten sich im Erdorbit zum Urmond und waren zunächst sehr heiß. Dann sanken laut Erkenntnissen aus Experimenten und Modellen schwerere Mineralien aus der Schmelze nach unten und formten den Mondmantel, während leichtere nach oben gelangten und die Kruste bildeten. „Wir können dieses Magmaozean-Modell jetzt überprüfen“, sagt Harald Hiesinger: Das Modell ist bis heute nicht völlig bestätigt – wie auch die Mondentstehung durch einen Einschlag selbst bis heute von manchen Forschern bestritten wird.