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1 · Die Erde vor uns Wissenschaft und Technik

Entstehung des Mondes

vor etwa 4,5 Milliarden Jahren Die Erde und der Mond

Kurz gesagt

Nach der am meisten anerkannten Vermutung stieß ein fast marsgroßer Körper mit der jungen Erde zusammen. Viel Material geriet in eine Umlaufbahn und sammelte sich zum Mond. Die Mondgesteine, die Astronauten mitgebracht haben, halfen dabei, die Zusammensetzung der beiden Welten zu vergleichen.

Warum das wichtig ist Der Mond beeinflusst die Gezeiten und begleitet fast die ganze Geschichte der Erde.

Quelle: NASA, „Moon Formation“

Bild: Entstehung des Mondes (Die Erde und der Mond)
Bild, mit KI für Storiascopio erstellt

Lernblatt etwa 5 Minuten Lesezeit

Die Geschichte

Der Mond: Woher kommt er?

Wenn du ihn anschaust, scheint der Mond immer gleich zu sein. Und doch haben sich die Wissenschaftler lange gefragt, woher er kam, und es gab verschiedene mögliche Antworten. Vielleicht hatte er sich von der noch weichen Erde gelöst, weil sie sich zu schnell drehte. Vielleicht war er ein Körper, der vorbeikam und von der Schwerkraft eingefangen wurde. Oder er war neben der Erde aus demselben Material entstanden. Jede dieser Ideen hatte einen Fehler, und keine erklärte alles.

Die Apollo-Missionen veränderten alles. Zwischen 1969 und 1972 brachten die amerikanischen Astronauten etwa 382 Kilogramm Mondgestein und -staub zur Erde. Beim Untersuchen stellte man fest, dass der Mond aus Materialien besteht, die denen des Erdmantels sehr ähnlich sind, mit identischen Mengen bestimmter Sauerstoffarten, aber er hat sehr wenig Eisen und fast kein Wasser und keine leicht verdampfenden Stoffe. Es war, als wäre er aus Erdmaterial gemacht, das lange gekocht wurde und ohne die leichtesten Teile zurückblieb.

Der Riesenzusammenstoß

Die Hypothese, die heute fast alle Forschenden für die beste halten, wurde Mitte der 1970er-Jahre unabhängig voneinander von zwei Gruppen amerikanischer Astronomen vorgeschlagen: William Hartmann und Donald Davis auf der einen, Alastair Cameron und William Ward auf der anderen Seite. Sie heißt „Giant-Impact-Hypothese“. Sie erzählt, dass, als die Erde noch ganz jung war, ein Körper, etwa so groß wie der Mars, auf den Namen Theia getauft (im griechischen Mythos die Mutter des Mondes), sie streifend und mit großer Geschwindigkeit traf.

Bei dem gewaltigen Zusammenstoß wurden ein großer Teil von Theia und ein Teil des Erdmantels geschmolzen und in den Raum geschleudert. Das zum Teil verdampfte Material bildete eine Scheibe um die Erde, und in kurzer Zeit, vielleicht in wenigen Jahren oder einigen Jahrhunderten, vereinigten sich die Bruchstücke zu einem einzigen Körper, dem Mond. Der schwerere Eisenkern von Theia dagegen wurde größtenteils von der Erde aufgenommen. Das erklärt, warum der Mond so wenig Eisen hat.

Gleich nach dem Einschlag war der Mond nur einige Zehntausend Kilometer von der Erde entfernt, viel näher als heute, und die junge Erde drehte sich in wenigen Stunden: Der Tag dauerte vielleicht nur fünf oder sechs Stunden. Seitdem hat sich der Mond entfernt. Wir wissen das genau, weil die Apollo-Astronauten besondere Spiegel auf der Mondoberfläche hinterließen. Wenn man von der Erde einen Laser darauf richtet und die Rückkehrzeit misst, sieht man, dass sich der Mond um etwa 3,8 Zentimeter pro Jahr entfernt. Das ist ungefähr die Geschwindigkeit, mit der Fingernägel wachsen.

Die noch offenen Fragen

Die Hypothese ist keine Gewissheit. Viele Jahre lang hatte sie ein Problem: Wenn der Mond größtenteils aus dem Material von Theia besteht, warum ist er der Erde dann so ähnlich? Das Material eines Körpers aus einer anderen Zone des Sonnensystems müsste anders sein. Einige Forschende denken, dass Theia nahe der Erde entstanden und deshalb ähnlich war; andere schlagen heftigere Zusammenstöße mit stärkerer Durchmischung vor. 2023 schlug eine Studie vor, dass zwei riesige dichte Bereiche im Erdmantel, unter Afrika und unter dem Pazifik, Reste von Theia seien, aber darüber wird gestritten.

Auch das Datum ist ungefähr. Die ältesten Mondgesteine sind etwa 4,4 bis 4,5 Milliarden Jahre alt, und die Schätzungen für den Einschlag liegen zwischen 4,43 und 4,51 Milliarden Jahren. Den genauen Zeitpunkt kennen wir nicht, aber wir wissen, dass es sehr früh geschah, wenige Dutzend Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde.

Warum es geschah

In den ersten Zeiten des Sonnensystems kreisten sehr viele Körper aller Größen um die Sonne, und nahe Begegnungen waren häufig. Die Gesteinsplaneten wuchsen genau so: mit Zusammenstößen, auch sehr großen. Deshalb halten die Wissenschaftler es für normal, dass ein Körper von der Größe des Mars die junge Erde getroffen hat.

Computersimulationen haben gezeigt, dass ein streifender Einschlag mit passender Geschwindigkeit und passendem Winkel genug Material in eine Umlaufbahn schleudern kann, um den Mond zu bilden. Es sind indirekte Beweise, aber sie passen zu den von den Astronauten mitgebrachten Gesteinen, zur Zusammensetzung und dazu, dass der Mond einen sehr kleinen Eisenkern hat.

Nicht alle Einzelheiten stimmen schon, und deshalb kann jede neue Entdeckung, ein neues Mondgestein oder eine neue Simulation, die Erzählung verändern.

Was sich veränderte

Der Mond hat auf der Erde eine tiefe Spur hinterlassen. Seine Schwerkraft hebt zweimal am Tag das Wasser der Meere und erzeugt die Gezeiten, die die Küsten geformt haben. Nach Ansicht einiger Forschender können die von den Gezeiten zurückgelassenen Pfützen das Entstehen und die Entwicklung des Lebens nahe den Ufern gefördert haben, aber das ist eine Vermutung.

Der Mond hilft außerdem, die Neigung der Erdachse stabil zu halten, die nur wenig schwankt, zwischen etwa 22 und 24,5 Grad. Diese Stabilität, 1993 vom französischen Astronomen Jacques Laskar untersucht, hält die Jahreszeiten regelmäßig. Ohne einen großen Mond könnte die Achse viel stärker schwanken, und das Klima könnte sich heftig verändern.

Für die Menschen war der Mond ein Kalender, ein Wegweiser für Seefahrer und eine Quelle von Mythen und Poesie. 1969 wurde er zur ersten Welt außer der Erde, auf die Menschen hinabstiegen. Heute bereiten sich neue Missionen darauf vor, dorthin zurückzukehren, und die Mondgesteine, in denen die Einschlagskrater der ersten Milliarden Jahre erhalten sind, bleiben ein Archiv der Geschichte des Sonnensystems, unversehrter als das der Erde.

Wichtige Menschen und Orte

Menschen

William Hartmann und Donald Davis
Amerikanische Astronomen, die 1975 vorschlugen, der Mond habe sich nach dem Zusammenstoß zwischen der Erde und einem großen Körper gebildet.
Alastair Cameron und William Ward
Amerikanische Astronomen, die 1976 dieselbe Idee mit den ersten Berechnungen weiterentwickelten.
Die Apollo-Astronauten
Zwölf Astronauten gingen zwischen 1969 und 1972 auf dem Mond und brachten 382 Kilogramm Proben nach Hause.
Jacques Laskar
Französischer Astronom. 1993 zeigte er, dass der Mond die Neigung der Erdachse stabilisiert.

Orte

Meer der Ruhe, Mond
Die große dunkle Ebene, auf der im Juli 1969 Apollo 11 landete, die erste Mission mit Menschen auf dem Mond.
Südpol-Aitken-Becken, Mond
Eines der größten und ältesten Krater des Sonnensystems, etwa 2500 Kilometer breit, auf der Rückseite des Mondes.
Umlaufbahn um die Erde
Gleich nach dem Einschlag war der Mond einige Zehntausend Kilometer entfernt; heute sind es etwa 384.000.

Gut zu wissen

  • Der Mond hat einen Durchmesser von etwa 3475 Kilometern, mehr als ein Viertel von dem der Erde: Unter den Gesteinsplaneten hat kein anderer einen im Verhältnis so großen Mond.
  • Von der Erde aus sehen wir immer dieselbe Seite des Mondes, weil seine Drehung um sich selbst genauso lange dauert wie sein Umlauf um die Erde.
  • Die Apollo-Astronauten ließen auf dem Mond Laserreflektoren zurück, und noch heute benutzen einige Sternwarten sie, um die Entfernung zum Mond auf wenige Millimeter genau zu messen.
  • Der Mondstaub ist scharf und klebrig: Er haftete an den Anzügen und machte den Astronauten Probleme.
  • Eines Tages, in sehr ferner Zeit, wird der Mond zu weit weg sein für totale Sonnenfinsternisse: Heute sind sie möglich, weil die Sonne 400-mal größer ist als der Mond, aber auch etwa 400-mal weiter weg.

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Wer dahintersteckt

Ciro Simone Irmici

Ich heiße Ciro Simone Irmici und baue kostenlose Websites zum Lernen und Spielen. Storiascopio habe ich mit künstlicher Intelligenz gebaut, und jeden Steckbrief und jede Quelle prüfe ich selbst. Ich bin kein Historiker: Wenn du einen Fehler findest oder ein weiteres Ereignis für deine Klasse möchtest, schreib mir.

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