Es wird allgemein angenommen, dass der Mond während einer Kollision zwischen der Erde und einem Kleinplaneten namens Theia vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstand. Doch nun schlagen Experten eine neue Theorie über den Ursprung des Mondes vor.
Die Forschung deutet darauf hin, dass die junge Erde den Mond während einer Begegnung mit einem Doppelsternsystem entführt haben könnte.
Ähnlichkeiten zwischen Erd- und Mondgestein
Im Verlauf von sechs Missionen zum Mond zwischen 1969 und 1972 sammelten Apollo-Astronauten mehr als 800 Pfund Mondgestein und Monderde.
Die chemische Analyse und Isotopenanalyse dieser Proben ergab Ähnlichkeiten mit den Gesteinen und Böden der Erde: Sie sind reich an Kalzium, Basalt und stammen aus der Zeit etwa 60 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems.
Die Theorie der Planetenkollisionen in Frage stellen
Basierend auf Apollo-Daten kamen Planetenforscher, die sich 1984 auf der Kona-Konferenz auf Hawaii versammelten, zu dem Konsens, dass der Mond nach einer massiven Kollision aus Trümmern entstanden sei. Diese Erklärung des Ursprungs des Mondes prägt seit Jahrzehnten das wissenschaftliche Verständnis.
Zwei Forscher aus Pennsylvania State University Sie stellen dieses langjährige Narrativ in Frage.
Eine von Professor Darren Williams und Professor Michael Zuger durchgeführte Studie legt nahe, dass der Mond während einer engen Begegnung zwischen der Erde und zwei Gesteinskörpern eingefangen wurde.
Ungelöste Fragen zum Ursprung des Mondes
„Die Kona-Konferenz hat 40 Jahre lang die Geschichte vorgegeben“, sagte Williams. Aber es gibt noch einige ungelöste Fragen.
Eine davon betrifft die Umlaufbahn des Mondes. Wenn sich der Mond aus den Trümmern einer Planetenkollision gebildet hätte und zu einem Ring um die Erde zusammengewachsen wäre, müsste er direkt über dem Äquator des Planeten kreisen. Stattdessen verläuft die Umlaufbahn des Mondes nicht auf einer Linie mit dem Äquator der Erde, sondern eher auf einer Linie mit der Sonne.
Hat die Schwerkraft der Erde den Mond angezogen?
In der von Williams und Zuger vorgeschlagenen binären reziproken Einfangtheorie trennte die Schwerkraft der Erde die beiden Objekte im Binärsystem und fing den Mond ein, während das andere Objekt weggeschwemmt wurde. Dann gelangte der eingefangene Mond in die Umlaufbahn, die wir heute beobachten.
Dieser Vorgang ist im Sonnensystem unbekannt. Williams verwies auf Triton, Neptuns größten Mond, als Beweis für ein ähnliches Ereignis.
Es wird angenommen, dass Triton vom Kuipergürtel in die Umlaufbahn gebracht wurde, wo schätzungsweise 10 % der Objekte binäre Paare sind. Die retrograde Umlaufbahn von Triton (das Gegenteil der von Neptun) und seine 67-Grad-Neigung vom Äquator des Planeten weisen auf ein Einfangereignis hin.
Dynamik der Mondumlaufbahn
Williams und Zuger berechnen, dass die Erde einen Satelliten hätte einfangen können, der größer als der Mond ist, wahrscheinlich ein Objekt von der Größe von Merkur oder Mars. Sie stellten jedoch fest, dass die resultierende Umlaufbahn möglicherweise nicht stabil genug war, um weiterzumachen.
Die Forscher erklärten, dass die Umlaufbahn des Mondes zunächst in Form einer langgestreckten Ellipse und nicht in Form eines Kreises begann. Im Laufe der Zeit beeinflussten die Gezeiten der Erde die Form der Umlaufbahn und führten zu einer Veränderung.
„Heute schreitet die Flut der Erde auf dem Mond voran“, sagte Williams. „Die Flut beschleunigt die Umlaufbahn. Sie gibt ihr einen Impuls und einen kleinen Schub. Mit der Zeit entfernt sich der Mond ein wenig.“
Die elliptische Umlaufbahn des Mondes ist kreisförmig geworden
Wenn der Mond jedoch näher an der Erde war, wie es unmittelbar nach der Aufnahme der Fall gewesen wäre, hatten die Gezeiten den gegenteiligen Effekt.
Williams und Zuger berechnen, dass diese anfängliche elliptische Umlaufbahn im Laufe der Jahrtausende schrumpfte und allmählich kreisförmiger wurde.
Schließlich war die Rotation des Mondes auf die Umlaufbahn des Mondes um die Erde beschränkt, eine Situation, die bis heute anhält.
Zu diesem Zeitpunkt kehrte sich die Gezeitenentwicklung wahrscheinlich um und der Mond begann, sich langsam von der Erde zu entfernen.
Die Schwerkraft der Erde und die Sonne
Williams erklärte, dass sich der Mond jedes Jahr etwa drei Zentimeter von der Erde entfernt. Derzeit ist der Mond 239.000 Meilen entfernt und in dieser Entfernung spürt er eine starke Anziehungskraft von Sonne und Erde.
„Der Mond ist jetzt so weit entfernt, dass Sonne und Erde um seine Aufmerksamkeit konkurrieren“, sagte Williams. „Sie ziehen es beide durch.“
Die Zusammensetzung des Mondes bleibt ein Rätsel
Die Berechnungen von Williams und Zuger legen nahe, dass ein über binären Austausch erfasster Satellit das gleiche Verhalten zeigen könnte wie ein Erdsatellit. Aber Williams räumte ein, dass diese Theorie nicht unbedingt das letzte Wort ist.
„Niemand weiß, wie der Mond in den letzten vier Jahrzehnten entstanden ist. Jetzt haben wir zwei Möglichkeiten für neue Fragen.“
Die Forschung ist veröffentlicht in Planetary Science Journal.
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