Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Di Kaichang vom Aerospace Information Research Institute (AIR) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und ihre Mitarbeiter haben ein Evolutionsmodell mit einfachen Kratern im Landegebiet von Chang’e-4 erstellt. Die Forschungsergebnisse zeigen den Evolutionsprozess von Mond-Regolith und quantifizieren den Umwälzungs- und Vermischungseffekt kleiner einfacher Einschlagsereignisse auf Mond-Regolith.
Die Studie wurde veröffentlicht in Ikarus.
Chinas Chang’e-4-Sonde, die am 8. Dezember 2018 gestartet wurde, landete am 3. Januar 2019 zum allerersten Mal weich auf dem Von Karman-Krater im Südpol-Aitken-Becken auf der anderen Seite des Mondes.
Mond-Regolith, eine Schicht aus nicht konsolidierten Trümmern, die auf der Oberfläche des Mondes bedeckt ist, soll im Allgemeinen das Hauptprodukt von Meteoriten- oder Mikrometeoriteneinschlägen und hochenergetischem Partikelbeschuss sein. Mond-Regolith entwickelt sich unter dem Einfluss von Impact Gardening und der Prozess ist für die Erforschung der Mondstratigraphie, der Mondeinschlagsgeschichte und der Energieverteilung auf der Mondoberfläche von Bedeutung.
Das Forschungsteam interpretierte die Einschlagskrater aus hochauflösenden Fernerkundungsbildern und erhielt eine Gruppe zufälliger Einschlagsereignisse im Landegebiet gemäß der Neukum-Produktionsfunktion und der Chronologiefunktion des Mondkraters.
Basierend auf den etablierten Impaktereignissen analysierte das Team den Evolutionsprozess von Mondoberflächenmaterialien unter dem Einfluss von Impact Gardening.
Sie analysierten zunächst den Impaktaushub eines einzelnen Impaktereignisses und berechneten die Überlagerung mehrerer Impaktereignisse. Anschließend wurden die Einschlagsereignisse nacheinander entsprechend der Produktionsfunktion des Mondeinschlagskraters generiert und die Berechnung Schritt für Schritt durchgeführt.
Schließlich wurden die räumliche Verteilung der Mondregolithdicke und die Fragmentgröße im Landegebiet von Chang’e-4 in verschiedenen Altersstufen ermittelt.
Die Studie zeigt, dass die Bildung von Mond-Regolith durch größere Einschlagsereignisse gesteuert wird, während das oberflächliche Umkippen und Mischen von Mond-Regolith hauptsächlich durch kleinere Einschlagsereignisse verursacht wird.
Darüber hinaus zeigt es auch, dass der Mond-Regolith aufgrund des hohen Aufprallflusses zu dieser Zeit meist früh gebildet wird. Beispielsweise beträgt das absolute Modellalter des Landegebiets von Chang’e-4 etwa 3,5 Ga, während der Mondregolith größtenteils vor 3,0 Ga gebildet wurde und sich danach langsam veränderte.
Basierend auf den In-situ-Daten der Chang’e-4-Sonde können Wissenschaftler die Dicke des Regoliths bestimmen und die feinen unterirdischen Strukturen und die Evolutionsgeschichte des Landebereichs der Sonde aufdecken.
Mit dem Modell spekulierten die Wissenschaftler über ein mögliches Szenario der regionalen Mond-Regolith-Bildung und des Entwicklungsprozesses, das als Referenz für zukünftige Missionen zur Erforschung und Probenahme der Mondoberfläche dienen wird.
Ke Shi et al, The gardening process of lunar regolith by small Impact Craters: A case study in Chang’E-4 Landegebiet, Ikarus (2022). DOI: 10.1016/j.icarus.2022.114908