Zirkonkristalle als Zeitstempel für Einschlagsereignisse auf dem Mond

Die Frage, wie unser Mond entstanden ist und wie er sich aus einer dramatischen Kollision der Erde mit einem marsgrossen Himmelskörper vor mehreren Milliarden Jahren gebildet hat, beschäftigt die Forschung seit Jahrzehnten.

Bei der Analyse von Daten aus lunaren Zirkonkristallen, die während der Apollo-Missionen gesammelt wurden, stiess ein Forschungsteam unter der Leitung von Melanie Barboni von der Arizona State University und Dawid Szymanowski von der ETH Zürich auf eine bemerkenswerte Konzentration von Zirkonalter, die alle eng um 4,338 Milliarden Jahre gruppiert sind.

Diese auffällige Häufung könnte auf einen gewaltigen Einschlag hindeuten, der das Südpol-Aitken-Becken auf der anderen Seite des Mondes geschaffen hat - den grössten bekannten Einschlagkrater in unserem Sonnensystem mit einem Durchmesser von über 2000 Kilometern. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden soeben in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Ein Einschlag dieser Grössenordnung hätte das Material des Mondmantels aus grosser Tiefe herausgeschleudert. Die neue Studie legt nahe, dass die von Barboni und Szymanowski datierten Zirkone wahrscheinlich in der Einschlagsschmelze kristallisierten, als diese abkühlte und sich differenzierte. Spätere Asteroideneinschläge könnten diese Zirkone dann über die Mondoberfläche verteilt haben.

Wenn die datierten Zirkone tatsächlich dem Südpol-Aitken-Einschlag zuzuordnen sind, bestätigt dies, dass das Südpol-Aitken-Becken eines der ältesten auf dem Mond ist und einen wichtigen Bezugspunkt für die frühe Mondchronologie darstellt. Ein Einschlag dieser Grössenordnung hätte auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Mondkruste und des Mondmantels gespielt.

Die Analysen von Barboni und Szymanowski lassen auch neue Rückschlüsse auf den Zustand des frühen Sonnensystems vor mehr als 4,3 Milliarden Jahren zu. Ein Einschlag von der Grössenordnung des Südpol-Aitken-Einschlags deutet auf ein noch dynamisches Sonnensystem hin, in dem grosse Objekte laufend mit Planeten und Monden kollidierten. Es kann also sein, dass nicht nur der Mond solch dramatischen Ereignisse erlebt hat, sondern auch die Erde. «Diese Forschung öffnet ein faszinierendes Fenster in das dynamische frühe Sonnensystem», sagt Szymanowski.