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Eine neue Studie legt nahe, dass ein von amerikanischen Astronauten auf der Mondoberfläche zurückgelassenes Raumschiff kleine Erdstöße namens Mondbeben verursachen könnte.
Forscher haben durch eine Analyse von Daten aus der Apollo-Ära mit modernen Algorithmen erstmals eine bisher unbekannte Form seismischer Aktivität auf dem Mond entdeckt.
Die massiven Temperaturschwankungen, die auf dem Mond auftreten, können dazu führen, dass sich künstliche Strukturen auf eine Weise ausdehnen und zusammenziehen, die diese Vibrationen erzeugen, so der Bericht. Laut einer Pressemitteilung zur Studie ist die Mondoberfläche eine extreme Umgebung, die zwischen minus 208 Grad Fahrenheit (minus 133 Grad Celsius) in der Dunkelheit und 250 Grad Fahrenheit (minus 121 Grad Celsius) in hellem Sonnenlicht schwankt.
Tatsächlich dehnt sich die gesamte Mondoberfläche unter dem Einfluss von Kälte und Hitze aus und zieht sich zusammen, heißt es in der am 5. September im Journal of Geophysical Research: Planets veröffentlichten Studie. Doch Wissenschaftler konnten mithilfe einer Form künstlicher Intelligenz ein so tiefes Verständnis der Daten aus der Apollo-Ära erlangen, dass sie leichte Erschütterungen identifizieren konnten, die von einem einige hundert Meilen entfernten Mondlandemodul von Apollo 17 ausgingen. Meter von Instrumenten, die Mondbeben aufzeichnen . Laut einer Zusammenfassung der Studie von Forschern an Institutionen wie dem California Institute of Technology und der NASA. (Die NASA hat die Studie finanziert.)
Die Analyse bietet neue Erkenntnisse darüber, wie der Mond auf seine Umgebung reagiert und was seine seismischen Aktivitäten beeinflussen könnte. Die grollenden Geräusche waren ungefährlich und würden für Menschen auf der Mondoberfläche wahrscheinlich nicht wahrnehmbar sein.
Das Verständnis von Mondbeben könnte der Schlüssel für zukünftige Erkundungen sein, sagen Experten, wenn die NASA und ihre Partner einen dauerhaften Außenposten auf der Mondoberfläche errichten – ein Ziel von Artemis, dem Monderkundungsprogramm der Agentur.
„Wie viel Kraft brauchen wir zum Aufbau unserer Strukturen und welche anderen Risiken müssen wir mindern? Dr. Angela Marusiak, Assistenzprofessorin am Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona, diskutierte die Fragen, die diese Art der Datenanalyse beantworten kann. Marusiak war nicht direkt an der Studie beteiligt, obwohl sie als Expertin für Mondseismologie Kontakt zu den Autoren hatte.
Bergbau für Mondbeben
Marusiak stellte fest, dass jede Apollo-Mission Instrumente zur Erkennung von Mondbeben mitführte. Aber die 1972 gestartete Apollo-17-Mission war bemerkenswert, weil sie eine Reihe von Seismometern zurückließ, die in der Lage waren, thermische Mondbeben zu erkennen – oder Erschütterungen, die durch die drastische Erwärmung und Abkühlung der Mondoberfläche verursacht werden.
„Tausende dieser Signale wurden über einen Zeitraum von acht Monaten, von 1976 bis 1977, auf vier Seismometern aufgezeichnet, die während des Mondseismik-Profilierungsexperiments von Apollo 17 eingesetzt wurden, aber die schlechte Datenqualität erschwert die Analyse“, schreiben die Forscher. „Wir haben Algorithmen entwickelt, um den Zeitpunkt des Eintreffens der Welle genau zu bestimmen, die Stärke des seismischen Signals zu messen und die Richtung der Mondbebenquelle zu ermitteln.“
Wissenschaftler haben die Daten zum ersten Mal seit Jahrzehnten erneut untersucht. Die neue Analyse ließ das Forscherteam zu dem Schluss kommen, dass eine bestimmte Art von Mondbeben – ein sogenanntes impulsives thermisches Mondbeben – nicht aus natürlichen Quellen stammt, sondern vielmehr aus der Erwärmung und Abkühlung der nahegelegenen Raumsonde.
„Jeden Mondmorgen, wenn die Sonne auf die Landeeinheit trifft, beginnt sie sich abzulösen“, sagte Allen Husker, Co-Autor der Studie und Forschungsprofessor für Geophysik am Caltech, in einer Erklärung. „Alle fünf bis sechs Minuten gab es einen weiteren, über einen Zeitraum von fünf bis sieben Erdenstunden. Sie waren unglaublich regelmäßig und repetitiv.
Diese Erschütterungen unterschieden sich von einer anderen Art von Mondbeben, den so genannten thermischen Mondbeben, die der Studie zufolge wahrscheinlich durch die natürliche Reaktion des Bodens auf Sonneneinstrahlung verursacht werden.
Andere seismische Aktivität
Die Forscher hoffen, dass zukünftige Mondmissionen ein noch umfassenderes Bild des Phänomens liefern werden.
Neben thermischen Erdbeben ist der Mond auch für seine tiefen und flachen Erschütterungen sowie für Aktivitäten bekannt, die vermutlich durch Meteoriteneinschläge verursacht werden.
Es ist wichtig, einen wesentlichen Unterschied zwischen Mond und Erde zu beachten: Auf der Mondoberfläche gibt es keine beweglichen tektonischen Platten, die katastrophale Ereignisse verursachen könnten. Aber der Mond hat ein aktives Innenleben, und wie auf der Erde können zu jeder Zeit und zu jedem Zeitpunkt bestimmte Arten seismischer Ereignisse auf der Mondoberfläche auftreten, sagte Marusiak.
Marusiak war begeistert von Indiens Mondlandemission Chandrayaan-3, zu der auch ein Seismometer gehörte. Die indische Weltraumforschungsorganisation hat bereits bestätigt, dass das Instrument in der Lage ist, ein Mondbeben zu erkennen. (ISRO-Forscher haben noch keine detaillierten Daten zur Aufzeichnung veröffentlicht oder eine vorgeschlagene Ursache für das Ereignis angegeben.)
Das Chandrayaan-3-Instrument, das erstmals Aktivitäten in der Nähe des Mondsüdpols aufzeichnete, wurde Anfang September in den Standby-Modus versetzt. Forscher werden versuchen, das Raumschiff für eine spätere Datenerfassung am 22. September aufzuwecken, wenn der Landeplatz Chandrayaan wieder ins Sonnenlicht eintritt.
„Ich hoffe, dass Seismometer weiterhin in das Artemis-Programm einbezogen werden, denn sie sind wirklich wichtig, um zu verstehen, was nicht nur an der Oberfläche, sondern noch tiefer im Regolith (Boden) passiert“, sagte Marusiak.
Wissenschaftler sind jedoch begeistert, dass die Analyse von Daten aus der Apollo-Ära mit moderner Technologie zu faszinierenden neuen Ergebnissen führen könnte.
„Es ist wichtig, so viel wie möglich aus vorhandenen Daten zu lernen, damit wir Experimente und Missionen entwerfen können, um die richtigen Fragen zu beantworten“, sagte Husker. „Der Mond ist neben der Erde der einzige Planetenkörper, der mit mehr als einem Seismometer gleichzeitig ausgestattet war. Dies gibt uns die einzige Möglichkeit, einen anderen Körper eingehend zu studieren.
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