Felsstürze auf dem Mond

Auch auf dem Mond stürzen immer wieder Felsen ins Tal und hinter­lassen auf ihrem Weg Spuren. Während der Apollo-Missionen unter­suchten Astronauten solche Spuren vor Ort und brachten Gesteins­proben zurück zur Erde. Eine Übersicht zu gewinnen, wie verbreitet solche Fels­bewegungen sind und wo sie auftreten, war bis vor wenigen Jahren dennoch schwierig. „Die aller­meisten abgestürzten Felsbrocken auf dem Mond haben einen Durch­messer zwischen sieben und zehn Metern“, erklärt Valentin Bickel vom Max-Planck-Institut für Sonnen­system­forschung. „Frühere Raumsonden, die den Mond unter­sucht haben, konnten solch kleine Strukturen nicht überall sichtbar machen.“ Erst der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA kartiert seit 2010 die gesamte Mond­ober­fläche mit der nötigen räum­lichen Auflösung und Abdeckung.

Ein Archiv mit mehr als zwei Millionen dieser Aufnahmen hat Bickel in den vergangenen Monaten durch­forstet. Natürlich nicht händisch. Statt­dessen entwickelte er einen Such­algo­rithmus, der auf der Grundlage neuronaler Netzwerke nach und nach lernt, die typischen Spuren abgehender Felsstürze in Satelliten­bildern zu erkennen. Entstanden ist so eine Karte der Mond­ober­fläche zwischen 80 Grad nördlich und 80 Grad südlicher Breite, die 136.610 Felsstürze mit Durch­messern von mehr als zweieinhalb Metern verzeichnet.

„Die Karte bietet uns erstmals die Möglichkeit, das Auftreten von Felsstürzen auf einem anderen Himmels­körper und deren Ursachen zu unter­suchen“, erläutert Urs Mall vom MPS. Bisher hatten Wissen­schaftler angenommen, dass vor allem Mondbeben Felsbrocken lösen und in Bewegung versetzen. Wie sich jetzt zeigt, scheinen Einschläge von Asteroiden eine deutlich wichtigere Rolle zu spielen. Sie sind anscheinend – direkt oder indirekt – für mehr als achtzig Prozent aller Felsstürze verantwortlich.

„Ein Großteil der Felsstürze findet sich in der Nähe von Krater­wänden“, sagt Simon Löw von der ETH Zürich. Einige der Brocken lösen sich vermutlich bald nach dem Einschlag, andere deutlich später. Die Forscher gehen davon aus, dass nach einem Impakt an der Einschlag­stelle ein Netzwerk aus Rissen im Untergrund entsteht. Teile der Oberfläche können so selbst noch nach sehr langen geologischen Zeiträumen mobil werden.

Selbst in den ältesten Landschaften des Mondes, also in den Gebieten der präimbrischen Periode, die vor bis zu vier Milliarden Jahren entstanden, finden sich an uralten Kratern Spuren von frischen Felsstürzen. Da solche Abdrücke nach einigen Millionen Jahren verwittern müssten, sind offenbar selbst diese alten Oberflächen noch immer im Wandel, selbst Milliarden von Jahren nachdem sie entstanden sind.

„Asteroiden­einschläge beeinflussen und verändern die Geologie einer Region offenbar über sehr, sehr lange Zeiträume hinweg“, so Bickel. Zudem legen die Ergebnisse nahe, dass sich auch andere, sehr alte Oberflächen auf Körpern ohne Atmosphäre wie etwa auf dem Merkur oder dem großen Asteroiden Vesta noch immer verändern könnten.

Dort, wo die Felsstürze nicht in Zusammenhang mit Kratern stehen, deutet viel auf einen seismischen oder vulkanischen Ursprung hin. So fanden die Forscher etwa Gesteins­abgänge an vermutlich seismisch aktiven tektonischen Gräben und an Vulkan­schloten mit charak­teris­tischen Rissen und Gängen. Die neue Übersichts­karte kann helfen, noch unbekannte, seismisch aktive Regionen zu identifizieren.

MPS / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  V. T. Bickel et al.: Impacts drive lunar rockfalls over billions of years, Nat. Comm. 11, 2862 (2020); DOI: 10.1038/s41467-020-16653-3
• Abt. Planeten und Kometen, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen
• Ingenieurgeologie (S. Löw), Dept. Erdwissenschaften, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Schweiz