Mondkrater

Mondkrater Daedalus

Ein Mondkrater ist eine kreisförmige Senke im Boden des Erdmondes, die von einem ringförmig erhöhten Wall (Kraterrand) eingeschlossen wird. Im Gegensatz zu vulkanischen Kratern (das Wort bedeutet griech. Becher) sind fast alle Mondkrater durch Einschläge von Meteoriten entstanden.

Inhaltsverzeichnis

1 Statistik und Entstehung der Mondkrater
- 1.1 „Großes Bombardement“ in der Frühzeit
- 1.2 Kraterbildung durch Einschläge
2 Bekannte Impaktkrater
- 2.1 Kraterketten (Catena)
3 Entstehung der „Mondmeere“
4 Siehe auch:
5 Weblinks

Statistik und Entstehung der Mondkrater

Der Mond weist auf der erdzugewandten Seite etwa 30.000 Krater über 1 km Durchmesser auf - er ist sozusagen übersät mit ihnen und wurde deshalb von einigen Astronomen als pockennarbig bezeichnet. Die größeren Gebilde (60 - 270 km) heißen Ringgebirge bzw. Wallebenen. Ihr Boden ist meistens relativ glatt, sodass bei manchen im streifenden Sonnenlicht sogar die Krümmung der Mondkugel zu erkennen ist. Im Kraterboden sieht man im Regelfall kleinere Krater, die auf spätere Einschläge zurückgehen.

Mondkrater Theophilus

Obwohl die größten Krater 6-8 Prozent der „Mondscheibe“ messen, wurden sie erst nach Erfindung des Fernrohrs entdeckt - vermutlich 1610 durch Galileo Galilei. Sie werden besonders deutlich sichtbar, wenn zweimal im Monat die Schattengrenze (der Terminator) in ihrer Nähe liegt und der Kraterwall lange Schatten wirft. Der Boden vieler kleiner Krater liegt dann zur Hälfte im Schatten, weshalb man ihre Tiefe lange überschätzt hat.

Ein typischer Kleinkrater von 5 km Durchmesser hat einen ziemlich scharfen Ringwall von 1 km Höhe, und sein Boden liegt einige 100 m tiefer als die Umgebung. Wallebenen mit 100 km haben Wälle von etwa 1-5 km Höhe; das Verhältnis liegt im Schnitt bei 1:30 (1:10 bis 1:80), sodass ein im Innern stehender Astronaut den Wall oft nicht mehr sehen könnte. Der Mondradius beträgt ja nur ein Viertel der Erde, sodass seine Oberfläche 4x stärker gekrümmt ist. Die Innenwände sind oft terrassenförmig abgestuft und 20-30° geneigt; die äußeren Hänge sind 2-3mal flacher. Häufig ist die Kratermitte durch einen „Zentralberg“ markiert. All dies hängt mit der Dynamik eines Meteoriteneinschlags zusammen.

„Großes Bombardement“ in der Frühzeit

Der Mond entstand fast gleichzeitig mit der Erde vor etwa 4.6 Milliarden Jahren. Vor etwa 4 bis 3.5 Milliarden Jahren war die Zeit des „Großen Bombardements“, in der auf alle Himmelskörper im inneren Sonnensystem zahlreiche Meteoriten bzw. Asteroiden von 1 bis 50 km Größe niedergingen. Diese hatten sich im Zuge der Planetenbildung aus kleinen Körnern und Staub (Planetesimale) entwickelt, konnten jedoch nicht mehr zu noch größeren Körpern kondensieren. Später sind nur noch vereinzelte Krater entstanden - auf der Erde die etwa 2.023 Ga alte und ca. 300 km große Vredefort-Impaktstruktur (Südafrika), das Sudbury-Becken in Kanada (250 km) vor 1.85 Milliarden Jahren, oder das Nördlinger Ries (23 km) vor 15 Millionen Jahren.

Die Krater auf den Planeten Mars und Merkur sind noch ebenso zu sehen wie am Mond. Jene auf der Erde (siehe Impaktkrater) sind großteils durch Erosion und geologische Aktivitäten verschwunden, außerdem hat die Atmosphäre viele Meteoriten schon in größerer Höhe verglühen lassen.

Die Mondkrater wurden fotografisch von Sternwarten oder Raumsonden vermessen und mit selenografischer Breite und Länge kartiert - wie die geografische Breite und Länge auf der Erde. Zum Beispiel hat der Krater Copernicus die Koordinaten: 9° 42' N / 20° 06' W (liegt also nahe der Mondmitte). Der Krater mit 93 km Durchmesser wurde 1935 von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) nach dem polnisch-deutschen Astronomen Nikolaus Kopernikus (1473 - 1543) benannt.

Kraterbildung durch Einschläge

Wenn ein Meteorit aus dem Weltall herabstürzt, hat er eine Geschwindigkeit von 10 bis 70 Kilometer pro Sekunde (30- bis 200-fache irdische Schallgeschwindigkeit). Beim Aufprall dringt er bis 100 Meter ins Gestein ein, was nur einige Tausendstel Sekunden dauert. Während dieser kurzen Dauer eines „Wimpernschlags“ wird alle seine kinetische Energie in Wärme umgewandelt und er explodiert. Das umliegende Material wird kegelförmig weggesprengt; am Rand des entstehenden Lochs bildet ein Teil davon einen Wall.
Wenn ein großes Objekt oder eines mit sehr hoher Geschwindigkeit einschlägt, federt die Mondoberfläche zurück und bildet einen Zentralberg. Beim Fall einer Kugel ins Wasser geschieht ähnliches: ein Tropfen springt in der Mitte hoch. Übrigens kann man solche Versuche gut mit Grießbrei simulieren.

Im allgemeinen schlägt ein Meteorit einen Krater, der wegen seines Verdampfens und Explodierens 10 bis 20mal größer ist als er selbst. Das im Innern herausgeschleuderte Material bildet bei manchen Ringgebirgen - wohl durch eine Art Staubwolke - sternförmige Strahlensysteme. Man sieht sie bei Vollmond im Umkreis von 60 Kratern hunderte km weit ausstrahlen - besonders deutlich an den mit 800 Millionen Jahre vergleichsweise jungen Ringgebirgen Copernicus, Kepler und Tycho. Da sie beim Terminator keine Schatten werfen, können diese Strahlen nur flache, helle Spuren auf dem dunklen Mond-Basalt sein.

Bekannte Impaktkrater

Mare Imbrium mit den Mondkratern Pytheas im Vordergrund und Copernicus am oberen Rand

Bekannt sind die obigen drei „Strahlenkrater“ und Bailly, mit 300 km die größte Wallebene. Grimaldi (230 km) hat im Inneren das dunkelste Gestein des Mondes, Ptolemäus hat polyedrische Form, Arzachel einen mehrfach terrassierten Wall, und der kleine Mösting A diente zur Definition des selenografischen Koordinatensystems.

Kraterketten (Catena)

Manche Krater haben sogenannte Sekundärkrater, die beim Herausschleudern von Gesteinstrümmern nach einem großen Asteroideneinschlag entstanden sind. Oft sind sie radial angeordnet. Andere Ketten dürften vulkanischen oder tektonischen Ursprungs sein, oder sind Überreste zusammengebrochener Lavaröhren, die sich vor Jahrmilliarden unterhalb der Oberfläche zugleich mit einem Mare gebildet hatten.

Ihre Namen sind ebenso an internationale Wissenschafter vergeben wie bei hunderten Einzelkratern. Von den 20 Ketten seien 4 angeführt:

Catena Abulfeda - ein früharabischer Astronom
Catena Humboldt - der bekannte Erforscher Südamerikas
Catena Littrow - Direktor der Wiener Sternwarte
Catena Sumner - engl. Kapitän, der die astronomische Navigation erfand.

Entstehung der „Mondmeere“

Das Gravitationsfeld des Mare Serenitatis (unten) sowie die Topographie (oben), das Mascon ist im Zentrum deutlich zu erkennen (NASA)

Die dunklen, flachen Gebiete am Mond („Mondgesicht“) haben frühzeitig den Eindruck von Wasserflächen erweckt und wurden deshalb Mare (Meer) genannt. Tatsächlich sind es alte, von Lava überflutete riesige Ebenen. Sie wurden durch besonders große Asteroiden aufgeschmolzen, die vor 4,5 Milliarden Jahren (Mare Tranquillitatis) bis 3,9 Milliarden Jahren (Mare Imbrium) einschlugen.

Unter ihnen, tief im Mondinneren, haben die Astronomen - und später die Lunar Orbiters - schwere Massen „Mascons“ festgestellt, die dort das Schwerefeld verändern. Diese könnten dazu beigetragen haben, dass uns der Mond immer dieselbe Seite zuweist; der wesentliche Grund dürfte jedoch in der Abbremsung der früher sicherlich schnelleren Mondrotation durch die erheblichen Gezeitenkräfte der Erde liegen (so wie auch die Erderotation durch die Gezeitenkräfte des Mondes ständig minimal abgebremst wird).