Forschung wirft neues Licht auf die Entstehung von Mondgestein und löst wichtige Rätsel in der Mondgeologie

Neue Forschungen haben einen entscheidenden Prozess bei der Entstehung eines einzigartigen Gesteinstyps aus dem Mond geknackt. Die Entdeckung erklärt seine charakteristische Zusammensetzung und sein Vorhandensein auf der Mondoberfläche überhaupt und lüftet ein Rätsel, das Wissenschaftlern lange Zeit verborgen geblieben ist.

Die heute veröffentlichte Studie in Naturgeowissenschaftenenthüllt einen wichtigen Schritt in der Entstehung dieser charakteristischen Magmen. Eine Kombination aus Hochtemperatur-Laborexperimenten mit geschmolzenem Gestein und anspruchsvollen Isotopenanalysen von Mondproben identifiziert eine kritische Reaktion, die deren Zusammensetzung steuert.

Diese Reaktion fand vor etwa dreieinhalb Milliarden Jahren im tiefen Mondinneren statt und beinhaltete den Austausch des Elements Eisen (Fe) im Magma mit dem Element Magnesium (Mg) im umgebenden Gestein, wodurch sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Magmas veränderten die Schmelze.

Co-Hauptautor Tim Elliott, Professor für Geowissenschaften an der Universität Bristol, sagte: „Der Ursprung vulkanischer Mondgesteine ​​ist eine faszinierende Geschichte über eine ‚Lawine‘ eines instabilen Kristallhaufens im Planetenmaßstab, der durch die Abkühlung von a entstanden ist.“ Ur-Magma-Ozean.“

„Ausschlaggebend für die Eingrenzung dieser epischen Geschichte ist das Vorhandensein einer Magmaart, die nur auf dem Mond vorkommt, aber zu erklären, wie solche Magmen überhaupt an die Oberfläche gelangen und von Weltraummissionen beprobt werden konnten, war ein mühsames Problem. Es ist großartig, das zu haben.“ hat dieses Dilemma gelöst.“

Überraschend hohe Konzentrationen des Elements Titan (Ti) in Teilen der Mondoberfläche sind seit den Apollo-Missionen der NASA in den 1960er und 1970er Jahren bekannt, bei denen es gelungen war, erstarrte, alte Lavaproben aus der Mondkruste zurückzubringen. Neuere Kartierungen durch umlaufende Satelliten zeigen, dass diese Magmen, sogenannte „High-Ti-Basalte“, auf dem Mond weit verbreitet sind.

„Bisher waren Modelle nicht in der Lage, Magmazusammensetzungen nachzubilden, die den wesentlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften der Basalte mit hohem Ti-Gehalt entsprechen. Es hat sich als besonders schwierig erwiesen, ihre geringe Dichte zu erklären, die es ihnen ermöglichte, vor etwa dreieinhalb Milliarden Jahren auszubrechen.“ „, fügte Co-Erstautor Dr. Martijn Klaver, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Mineralogie der Universität Münster, hinzu.

Dem internationalen Wissenschaftlerteam unter der Leitung der Universitäten Bristol im Vereinigten Königreich und Münster in Deutschland gelang es, die Basalte mit hohem Ti-Gehalt im Labor mithilfe von Hochtemperaturexperimenten nachzuahmen. Messungen der Basalte mit hohem Ti-Gehalt ergaben auch eine charakteristische Isotopenzusammensetzung, die einen Fingerabdruck der durch die Experimente reproduzierten Reaktionen liefert.

Beide Ergebnisse zeigen deutlich, wie wichtig die Schmelz-Feststoff-Reaktion für das Verständnis der Entstehung dieser einzigartigen Magmen ist.