Mond

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Mond (Begriffsklärung) aufgeführt.
Mond Mondsymbol
Der Mond von der Erde aus gesehen
Der Mond, von der Erde aus fotografiert (2006)
Zentralkörper Erde
Eigenschaften des Orbits [1]
Große Halbachse 384.400 km
Periapsis 363.300 km
Apoapsis 405.500 km
Exzentrizität 0,0549
Bahnneigung (zur Ekliptik) 5,145°
Umlaufzeit 27,3217 Tage
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 1,023 km/s
Physikalische Eigenschaften [1]
Albedo 0,12
Scheinbare Helligkeit −12,74 mag
Mittlerer Durchmesser 3476 km
Masse 7,349 · 1022 kg
Oberfläche 37.932.330 km²
Mittlere Dichte 3,341 g/cm³
Siderische Rotation 27,322 Tage
Achsneigung 6,68°
Fallbeschleunigung an der Oberfläche 1,62 m/s²
Fluchtgeschwindigkeit 2380 m/s
Größenvergleich
Größenvergleich zwischen
Erde (⌀ = 12.756 km) und
Mond (⌀ = 3476 km)
(Fotomontage mit maßstabsgerechten Größen; der mittlere Abstand beträgt jedoch 30 Erddurchmesser)

Der Mond (mhd. mâne;[2] lateinisch luna) ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Seit den Entdeckungen von Trabanten bei anderen Planeten des Sonnensystems, im übertragenen Sinn zumeist als Monde bezeichnet, wird er zur Vermeidung von Verwechslungen auch Erdmond genannt. Er ist mit einem Durchmesser von 3476 km der fünftgrößte Mond des Sonnensystems.

Aufgrund seiner verhältnismäßigen Nähe ist er der einzige fremde Himmelskörper, der bisher von Menschen betreten wurde, und auch der am weitesten erforschte. Trotzdem gibt es noch viele Unklarheiten, etwa in Bezug auf seine Entstehung und manche Geländeformen. Die jüngere Entwicklung des Mondes ist jedoch weitgehend geklärt.

Sein astronomisches Symbol ist die abnehmende Mondsichel, wie sie (nach rechts offen) von der Nordhalbkugel der Erde aus erscheint.

Umlaufbahn

Scheinbare Bewegung

Der Sichelmond geht über dem Cerro Paranal (Chile) unter.

Der Mond umkreist die Erde im Verlauf von durchschnittlich 27 Tagen, 7 Stunden und 43,7 Minuten in Bezug auf die Fixsterne. Sein Umlauf erfolgt von Westen nach Osten in dem gleichen Drehsinn, mit dem die Erde um ihre eigene Achse rotiert. Aus der Sicht eines irdischen Beobachters umkreist er die Erde wegen ihrer viel schnelleren Rotation scheinbar an einem Tag – wie auch die Sonne, die Planeten und die Fixsterne – und hat daher wie diese seinen Aufgang im Osten und seinen Untergang im Westen. Durch seine Bahnbewegung läuft der Mond aber relativ zu den Fixsternen im rechtläufigen Drehsinn der Erdrotation, sodass sein scheinbarer Erdumlauf etwa 50 Minuten länger als 24 Stunden dauert. Diese Differenz addiert sich im Laufe eines Monats zu einem ganzen Tag, da der Mond in dieser Zeit einen wahren Erdumlauf vollzieht.

Die scheinbaren Bahnen von Mond und Sonne haben einen ähnlichen Verlauf, da die Mondbahn nur geringfügig (derzeit 5,2°) gegen die Ekliptik geneigt ist. Für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel über 5,2° nördlich des Wendekreises (d. h. bei einer geografischen Breite über 28,6°) steht der Mond bei seinem täglichen Höchststand (Kulmination) immer im Süden, für einen Beobachter auf der Südhalbkugel südlicher als −28,6° immer im Norden (für die Sonne beträgt der analoge Winkel 23,4° – die Breite der Wendekreise).

Diese 28,6° sind der Maximalwert. Tatsächlich schwankt dieser Wert mit einem 18-jährigen Zyklus zwischen einem Minimum von 18,3° und dem Maximum von 28,6°, weil die Lage der Mondbahn (bei fast konstanter Bahnneigung von 5,2°) langsam gegenüber der Ekliptik rotiert. Der Grund ist die Präzession (Kreiselbewegung) der Mondbahnebene infolge der Erdabplattung von 0,3 %.

Die scheinbare Größe des Mondes („Mondscheibe“) schwankt entfernungsabhängig zwischen knapp 30' (das heißt 30 Bogenminuten) und gut 34' um einen Mittelwert von etwa 32'. Weil die scheinbare Größe der Sonne („Sonnenscheibe“) im Mittel ebenfalls 32' beträgt (31,5'–32,5'), kann bei einer entsprechenden Konstellation die Mondscheibe die Sonnenscheibe mehr oder weniger vollständig verdecken. Ein solches Ereignis wird allgemein als Sonnenfinsternis bezeichnet.

Durch seine Nähe ist der Mond der einzige Himmelskörper, auf dem man freiäugig Oberflächenstrukturen erkennen kann („Mondgesicht“). Das unbewaffnete menschliche Auge kann zirka 1000 Punkte auf der Vollmondscheibe unterscheiden.[3]

Einem Beobachter auf der Südhalbkugel erscheint der Mond im Vergleich zu einem Beobachter auf der Nordhalbkugel auf dem Kopf stehend.

Bahngestalt

Hauptartikel: Mondbahn

Die Bahn des Mondes um die Erde weicht deutlich von der Kreisform ab. Die größte und die kleinste Entfernung zur Erde weichen im Mittel jeweils um 5,45 % von der Kreisform ab. Die Bahn ist in guter Näherung eine Ellipse der numerischen Exzentrizität 0,0549. Der mittlere Abstand des Schwerpunktes des Mondes vom Baryzentrum – die große Halbachse – misst 384.400 km. Den erdnächsten Punkt der Bahn nennt man Perigäum. Im Perigäum beträgt die Entfernung im Mittel 363.300 km. Der erdfernste Punkt heißt Apogäum. Dort beträgt die Entfernung im Mittel 405.500 km. Die Durchgänge des Mondes durch die Bahnebene der Erde (die Ekliptik) nennt man Mondknoten (oder Drachenpunkte). Der aufsteigende Knoten ist der Übergang auf die Nordseite der Ekliptik, der absteigende markiert den Übergang auf die südliche Seite.

Maßstabgetreues Größen-Abstands-Verhältnis zwischen Erde und Mond

Der Mond umläuft zusammen mit der Erde die Sonne, durch die Bewegung um die Erde pendelt der Mond jedoch um eine gemeinsame Ellipsenbahn. Die Variation der Gravitation während dieser Pendelbewegung führt zusammen mit geringeren Störungen durch die anderen Planeten zu Abweichungen von einer exakten Keplerellipse um die Erde.

Der erdnächste Punkt der Bahn wird nicht nach genau einem Umlauf (relativ zu den Fixsternen) des Mondes wieder erreicht. Durch diese Apsidendrehung umläuft das Perigäum die Erde in 8,85 Jahren. Auch zwei aufsteigende Knotendurchgänge erfolgen nicht exakt nach einem Umlauf, sondern bereits nach kürzerer Zeit. Die Mondknoten umlaufen die Erde folglich retrograd, das heißt gegen die Umlaufrichtung des Mondes in 18,61 Jahren. Wenn ein Knotendurchgang mit Neumond zusammenfällt, kommt es zu einer Sonnenfinsternis, und falls der Knotendurchgang mit Vollmond zusammenfällt, kommt es zu einer Mondfinsternis.

Dieser Zyklus führt auch zu den Mondwenden: Der Aufgangsort des Mondes am Horizont schwankt während eines Monats zwischen einem südlichsten und einem nördlichsten Punkt hin und her, so wie es auch bei der Sonne im Verlauf eines Jahres der Fall ist. Im Laufe des Zeitraumes von 18,61 Jahren verändert sich die Spanne zwischen diesen beiden Extrempunkten in ihrem Abstand: Der Zeitpunkt (zuletzt im Jahre 2006), an dem diese Punkte am weitesten auseinanderliegen, heißt große Mondwende, der des geringsten Abstandes kleine Mondwende. In der frühzeitlichen Astronomie spielten diese Mondwenden eine wichtige Rolle.[4]

Bahnperiode

Die Dauer eines Bahnumlaufs des Mondes, den Monat (von „Mond“), kann man nach verschiedenen Kriterien festlegen, die jeweils unterschiedliche Aspekte abdecken.

  • Nach einem synodischen Monat (29,53 d; Periode der Mondphasen) erreicht der Mond wieder die gleiche Stellung zur Sonne (von der Erde aus beobachtet). Dieser Monatsbegriff entspricht dem landläufigen Verständnis von Monat, da er die Zeitspanne von Neumond zu Neumond bezeichnet (für einen Beobachter auf dem Mond von Mittag zu Mittag).
  • Nach einem siderischen Monat (27,32 d) nimmt der Mond wieder die gleiche Stellung zu den Fixsternen ein (von der Erde oder vom Mond aus beobachtet).
  • Einen drakonitischen Monat (27,21 d) benötigt er, um wieder durch den gleichen Knoten seiner Bahn zu laufen; er ist wichtig für die Sonnen- und Mondfinsternisse.
  • Einen anomalistischen Monat (27,56 d) benötigt der Mond von einem Perigäumdurchgang zum nächsten.

Bei diesen Werten handelt es sich um Mittelwerte. Insbesondere die Längen einzelner synodischer Monate schwanken durch die Wanderung der Neumondposition über die Bahnellipse. Die Monatslänge nimmt langsam zu, siehe Abschnitt: Vergrößerung der Umlaufbahn.

Mondphasen

Das Aussehen des Mondes variiert im Laufe seines Bahnumlaufs und durchläuft die Mondphasen:



Schematische Darstellung der Mondphasen von Neumond über Vollmond bis zum nächsten Neumond mit Blick auf die bzw. aus Sicht der nördlichen Hemisphäre. Man beachte, dass durch den Umlauf der Erde um die Sonne die jeweiligen Positionen des Mondes auf seiner Bahn um die Erde während der beiden Neumondphasen nicht identisch sind: Der grün gekennzeichnete Winkel entspricht der Abweichung zwischen einem siderischen Monat und einem synodischen Monat.
  • Neumond (1, 9) – der Mond steht zwischen der Sonne und der Erde,
  • zunehmender Mond (2–4) – abends sichtbar,
  • Vollmond (5) – die Erde steht zwischen der Sonne und dem Mond,
  • abnehmender Mond (6–8) – morgens sichtbar,
  • Halbmond – zunehmend (3) oder abnehmend (7) – ist die Halbphase (Dichotomie).

Diese Darstellung gilt für die Betrachtung von der Nordhalbkugel (der Erde) aus. Betrachtet man den Mond stattdessen von der Südhalbkugel aus, so muss man die Graphik um 180° drehen und von rechts nach links lesen, d. h. die zeitliche Reihenfolge der Bilder bleibt erhalten, man sieht sie nur andersherum. Einem Beobachter in der Nähe des Äquators erscheint die Mondsichel waagerecht und die Verlaufsrichtung des Phasenwechsels senkrecht zum Horizont. Diese Abhängigkeit der Lage vom Breitengrad spiegelt sich bei der Verwendung einer symbolischen Mondsichel in Form einer Schale („Mondschiffchen“) auf der Staatsflagge einiger äquatornaher Länder wider (Beispiel: Flagge Mauretaniens).

Die nicht von der Sonne beleuchteten Teile der erdzugewandten Mondseite sind dabei nie völlig dunkel, denn sie werden durch das von der sonnenbeleuchteten Erde zurückgeworfene Licht, das Erdlicht oder Erdschein genannt wird, erhellt. Dessen Widerschein durch die Reflexion von Stellen der Mondoberfläche wird auch Aschgraues Mondlicht genannt. Es ist am besten in der Dämmerung einige Tage vor oder nach Neumond zu sehen, denn dann stört weder viel Tages- noch Mondlicht und der Mond hat nahezu „Vollerde“.

Earthshine-Geometrie.svg
Weg von Sonnenlicht über Erdlicht zu aschgrauem Mondlicht

Seine Ursache wurde schon von Leonardo da Vinci richtig erkannt. Mit einem Fernglas selbst geringer Vergrößerung sind auf den durch die Erde beschienenen Mondflächen sogar Einzelheiten erkennbar, denn aufgrund des fast vierfach größeren Durchmessers und des höheren Rückstrahlungsvermögens (Albedo) der Erde ist die „Vollerde“ rund 50-mal so hell wie der Vollmond. Messungen des aschgrauen Mondlichts erlauben Rückschlüsse auf Veränderungen der Erdatmosphäre. Bei Vollmond beträgt seine Beleuchtungsstärke 0,2 Lux.

Die ständig erdabgewandte Rückseite des Mondes ist natürlich nicht immer dunkel, sondern unterliegt dem entsprechend versetzten Phasenwechsel – bei Neumond wird sie vom Sonnenlicht vollständig beschienen.

Finsternisse

Verfinsterungen zwischen Sonne, Mond und Erde treten auf, wenn die drei Himmelskörper auf einer Linie liegen, das heißt, nur bei Vollmond oder Neumond und wenn sich der Mond in einem der zwei Mondknoten befindet. Dies passiert nur zweimal pro Jahr.

Mondfinsternis

Hauptartikel: Mondfinsternis
Totale Mondfinsternis am 9. November 2003

Bei einer Mondfinsternis, die nur bei Vollmond auftreten kann, steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Sie kann auf der gesamten Nachtseite der Erde beobachtet werden und dauert maximal 3 Stunden 40 Minuten. Man unterscheidet

  • die totale Mondfinsternis, bei welcher der Mond völlig in den Schatten der Erde wandert. Die Totalität dauert höchstens 100 Minuten. Betrachtet man die geometrischen Verhältnisse bei einer totalen Mondfinsternis, so sollte der Mond im Kernschatten der Erde liegen, der sich theoretisch knapp 1,4 Millionen Kilometer in den Raum erstrecken sollte, tatsächlich aber wegen der starken Streuung durch die Erdatmosphäre nur etwa 250.000 km weit reicht. Der Mond wird deshalb auch bei totalen Finsternissen nicht völlig verdunkelt. Da die Erdatmosphäre die blauen Anteile des Sonnenlichts stärker streut als die roten, erscheint der Mond bei totalen Finsternissen als dunkle rotbraune Scheibe; daher auch die gelegentliche Bezeichnung „Blutmond“.
  • die partielle Mondfinsternis, bei der nur ein Teil des Mondes von der Erde abgeschattet wird, das heißt, ein Teil des Mondes bleibt während des gesamten Verlaufs der Finsternis sichtbar.
  • die Halbschattenfinsternis, bei welcher der Mond nur (ganz oder teilweise) in den Halbschatten der Erde eintaucht. Halbschattenfinsternisse sind ziemlich unauffällig; es zeigt sich lediglich eine leichte Vergrauung derjenigen Mondseite, die dem Kernschatten der Erde am nächsten ist.

Vom Mond aus gesehen stellt sich eine Mondfinsternis als Sonnenfinsternis dar. Dabei verschwindet die Sonne hinter der schwarzen Erdscheibe. Bei einer totalen Mondfinsternis herrscht auf der ganzen Mondvorderseite totale Sonnenfinsternis, bei einer partiellen Mondfinsternis ist die Sonnenfinsternis auf dem Mond nur in einigen Gebieten total, und bei einer Halbschatten-Mondfinsternis herrscht auf dem Mond partielle Sonnenfinsternis. Ringförmige Sonnenfinsternisse gibt es auf dem Mond wegen des im Verhältnis zur Sonne viel größeren scheinbaren Durchmessers der Erdscheibe nicht; lediglich durch die beschriebene Lichtstreuung in der Erdatmosphäre wird der Rand der schwarzen Scheibe zu einem kupferrot schimmernden Ring, der dem Mond die entsprechende Farbe verleiht.

Sonnenfinsternis

Totale Sonnenfinsternis mit sichtbarer Korona

Bei einer Sonnenfinsternis, die nur bei Neumond auftreten kann, steht der Mond zwischen Sonne und Erde. Sie kann nur in den Gegenden beobachtet werden, die den Kern- oder Halbschatten des Mondes durchlaufen; diese Gegenden stellen sich meist als lange, aber recht schmale Streifen auf der Erdoberfläche dar. Man unterscheidet:

  • totale Sonnenfinsternis, bei der der Mond die Sonnenscheibe einige Minuten lang vollständig bedeckt und die Erde den Kernschatten (Umbra) des Mondes durchläuft;
  • partielle Sonnenfinsternis, bei welcher der Mond die Sonnenscheibe nicht vollständig bedeckt; der Beobachter befindet sich dabei im Halbschatten (Penumbra) des Mondes;
  • ringförmige Sonnenfinsternis, wenn der Mond durch zu große Erdferne die Sonnenscheibe nicht ganz abdeckt (siehe auch: Durchgang).

Eine Sonnenfinsternis wird nur vom irdischen Betrachter als solche wahrgenommen. Die Sonne leuchtet natürlich weiter, dagegen liegt die Erde im Schatten des Mondes. Entsprechend zur Mondfinsternis müsste man korrekterweise also von einer Erdfinsternis sprechen.

Sarosperiode

Bereits den Chaldäern war (um etwa 1000 v. Chr.) bekannt, dass sich Finsternisse nach einem Zeitraum von 18 Jahren und 11 Tagen, der Sarosperiode, wiederholen. Nach 223 synodischen beziehungsweise 242 drakonitischen Monaten (von lat. draco, Drache, altes astrologisches Symbol für die Mondknoten, da man dort einen mond- und sonnenfressenden Drachen vermutete) besteht wieder fast dieselbe Stellung von Sonne, Erde und Mond zueinander, so dass sich eine Finsternisstellung nach 18 Jahren und 11,33 Tagen erneut ergibt. Die Ursache dieser Periode liegt darin begründet, dass bei einer Finsternis sowohl die Sonne als auch der Mond nahe der Knoten der Mondbahn liegen müssen, welche in 18 Jahren einmal um die Erde laufen. Thales nutzte diese Periode, die er bei einer Orientreise kennenlernte, für seine Finsternisprognose vom 28. Mai 585 v. Chr., wodurch eine Schlacht zwischen Lydern und Medern abgebrochen und ihr Krieg beendet wurde.

Ein Saros-Zyklus ist eine Folge von Sonnen- oder Mondfinsternissen, die jeweils im Abstand einer Sarosperiode aufeinanderfolgen. Da die Übereinstimmung der 223 bzw. 242 Monate nicht exakt ist, reißt ein Saros-Zyklus etwa nach 1300 Jahren ab. In diesem Zeitraum beginnen aber gleich viele neue Zyklen und es existieren immer ungefähr 43 gleichzeitige verschachtelte Saros-Zyklen.[5]

Vergrößerung der Umlaufbahn

Der Retroreflektor von Apollo 11

Die mittlere Entfernung zwischen dem Mond und der Erde wächst jährlich um etwa 3,8 cm. Der Abstand wird seit der ersten Mondexpedition Apollo 11 regelmäßig per Lidar vermessen, indem die Lichtlaufzeit bestimmt wird, die das Laserlicht für die Strecke hin und zurück benötigt. Sowohl von amerikanischen als auch von sowjetischen Mondmissionen wurden dazu insgesamt fünf Retroreflektoren auf dem Mond platziert, die heute für die Entfernungsmessungen genutzt werden

Ursache

Die allmählich zunehmende Entfernung ist eine Folge der Gezeitenkräfte, die der Mond auf der Erde bewirkt. Dabei wird Rotationsenergie der Erde weit überwiegend in Wärme umgewandelt und zu einem Teil als Rotationsenergie auf den Mond übertragen. Der dabei abnehmende Drehimpuls der Erdrotation resultiert in einer Zunahme des Bahndrehimpulses des Mondes, der sich dadurch von der Erde entfernt. Dieser schon lange vermutete Effekt ist seit 1995 durch die Laser-Distanzmessungen abgesichert. Er bewirkt sowohl eine kontinuierliche Verlängerung der irdischen Tageslänge (um etwa eine Sekunde in 100.000 Jahren) als auch der Mondumlaufdauer.

Drehimpuls-Anteile des Erde-Mond-Systems
Art des Drehimpulses Größe [kg·m2/s] Anteil
Erde-Mond-System gesamt 3,49 × 1034 100,0 %
Mond – Eigendrehimpuls 2,33 × 1029 –––
Mond – Bahndrehimpuls 2,87 × 1034 82,2 %
Erde – Eigendrehimpuls 5,85 × 1033 16,8 %
Erde – Bahndrehimpuls 3,53 × 1032 1,0 %

Künftige Entwicklung

Dennoch kann die Erde den Mond durch den Gezeitenmechanismus auch in ferner Zukunft nicht gänzlich verlieren, da sich nach einigen Milliarden Jahren ein Endzustand einstellen würde, bei dem sich die Eigenrotationsperiode der Erde, d. h. die Länge eines Tages, der dann verlängerten Mondumlaufperiode angeglichen hätte. Dieser Zustand wird als doppelt gebundene Rotation bezeichnet. Beide Himmelskörper kreisten fortan nur noch um ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt. In diesem Endzustand ist der Gezeitenmechanismus (und die damit verbundene Energie- und Drehimpulsübertragung) zum Erliegen gekommen und der Mond steht, ähnlich wie ein geostationärer Satellit, immer über demselben Ort der Erde. Das System Pluto-Charon hat diesen Endzustand bereits heute erreicht.

Entsprechend den Drehimpulsanteilen des Erde-Mond-Systems (siehe Tabelle) würde sich also der gegenwärtige Bahndrehimpuls des Mondes durch die weitestgehende Übernahme des Eigendrehimpulses der Erde um den Faktor 1,2 auf die maximal möglichen rund 99 % des Gesamtdrehimpulses erhöhen. Dies führte zu einer 1,22-fach vergrößerten mittleren Monddistanz von etwa 560.000 km sowie einer 1,23-fach verlängerten Umlaufperiode von rund 48 Tagen. Die Dauer bis zum Erreichen dieses Endzustandes lässt sich nach unten grob abgrenzen, indem man die heutige Entfernungszunahme von 3,8 cm/Jahr linear extrapoliert. Dies ergibt rund 5 Mrd. Jahre und liegt somit im selben Zeitrahmen wie das erwähnte Endstadium der Sonne.

Mögliche koorbitale Objekte

In den Librationspunkten L4 und L5 soll es zwei Staubwolken, die Kordylewskischen Wolken, geben.

Rotation und Libration

Die simulierte Libration des Mondes
Hauptartikel: Libration

Infolge der Gezeitenwirkung, die durch die Gravitation der Erde entsteht, hat der Mond seine Rotation der Umlaufzeit in Form einer gebundenen Rotation angepasst. Das heißt, bei einem Umlauf um die Erde dreht er sich im gleichen Drehsinn genau einmal um die eigene Achse. Daher ist – abgesehen von kleineren Abweichungen, den Librationsbewegungen – von einem Punkt der Erdoberfläche immer dieselbe Mondseite zu sehen. Wegen der Libration und der Parallaxe, sprich durch Beobachtung von verschiedenen Punkten etwa bei Mondaufgang und Monduntergang, sind von der Erde aus insgesamt knapp 59 % der Mondoberfläche einsehbar bzw. von Punkten dieser Fläche aus die Erde sichtbar. Mit der Raumsonde Lunik 3 konnte 1959 erstmals die erdabgewandte Seite des Mondes beobachtet werden.

Physikalische Eigenschaften

Gestalt

Der mittlere Äquatordurchmesser des Mondes beträgt 3476,2 km und der Poldurchmesser 3472,0 km. Sein mittlerer Durchmesser insgesamt – als volumengleiche Kugel – ist 3474,2 km groß.[1]

Die Gestalt des Mondes gleicht mehr der eines dreiachsigen Ellipsoids als der einer Kugel. An den Polen ist er etwas abgeplattet und die in Richtung der Erde weisende Äquatorachse ist etwas größer als die darauf senkrecht stehende Äquatorachse. Der Äquatorwulst ist auf der erdabgewandten Seite dabei noch deutlich größer als auf der erdnahen Seite.

In Richtung Erde ist der Durchmesser durch die Gezeitenkraft am größten. Hierbei ist der erdferne Mondradius an dieser Achse größer als der erdnahe. Dies ist überraschend und es fehlt hierfür bis heute eine schlüssige Erklärung. Pierre-Simon Laplace hatte schon 1799 von seiner Vermutung berichtet, dass der Äquatorwulst zur erdabgewandten Seite hin stärker ausgebildet ist und die Bewegung des Mondes beeinflusst, und dass diese Form nicht einfach ein Ergebnis der Drehung des Mondes um die eigene Rotationsachse sein kann. Seitdem rätseln Mathematiker und Astronomen, aus welchem Bildungsprozess der Trabant diese Ausbuchtung konserviert hat, nachdem sein Magma erstarrt war.

Atmosphäre

Spuren einer Atmosphäre[1]
Druck 3 · 10−10 Pa
Helium 25 %
Neon 25 %
Wasserstoff 23 %
Argon 20 %
CH4, NH3, CO2 Spuren

Der Mond hat keine Atmosphäre im eigentlichen Sinn – der Mondhimmel ist nicht blau – sondern nur eine Exosphäre. Sie besteht zu etwa gleichen Teilen aus Helium, Neon, Wasserstoff sowie Argon und hat ihren Ursprung in eingefangenen Teilchen des Sonnenwindes. Ein sehr kleiner Teil entsteht auch durch Ausgasungen aus dem Mondinneren, wobei insbesondere 40Ar, das durch Zerfall von 40K im Mondinneren entsteht, von Bedeutung ist. Interessanterweise wird ein Teil dieses 40Argon aber durch das im Sonnenwind mittransportierte Magnetfeld wieder auf die Mondoberfläche zurückgetrieben und dort in die obersten Partikel des Regolith implantiert. Da 40K früher häufiger war und damit mehr 40Ar ausgaste, kann durch Messung des 40Ar/36Ar-Verhältnisses von Mondmaterial bestimmt werden, zu welcher Zeit es exponiert war. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen den Implantation und thermischem Entweichen.

Oberflächentemperatur

Aufgrund der langsamen Rotation des Mondes und seiner nur äußerst dünnen Gashülle gibt es auf der Mondoberfläche zwischen der Tag- und der Nachtseite sehr große Temperaturunterschiede. Am Tag erreicht die Temperatur eine Höhe von bis zu etwa 130 °C und fällt in der Nacht bis auf etwa −160 °C ab. Als Durchschnittstemperatur ergeben sich 218 K = −55 °C. In manchen Gebieten gibt es lokale Anomalien, in Form von einer etwas höheren oder auch etwas niedrigeren Temperatur an benachbarten Stellen. Krater, deren Alter als relativ jung angesehen wird, wie zum Beispiel Tycho, sind nach Sonnenuntergang etwas wärmer als ihre Umgebung. Wahrscheinlich können sie durch eine dünnere Staubschicht die während des Tages aufgenommene Sonnenenergie besser speichern. Andere positive Temperaturanomalien gründen eventuell auf örtlich etwas erhöhter Radioaktivität.

Masse

Die Bestimmung der Mondmasse kann über das newtonsche Gravitationsgesetz erfolgen, indem die Bahn eines Körpers im Gravitationsfeld des Mondes untersucht wird. Eine recht gute Näherung für die Mondmasse erhält man bereits, wenn man das Erde-Mond-System als reines Zweikörperproblem betrachtet.

Erde und Mond stellen in erster Näherung ein Zweikörpersystem dar, wobei beide Partner ihren gemeinsamen Schwerpunkt S umkreisen. Beim Zweikörpersystem aus Erde und Sonne fällt dieser Schwerpunkt praktisch mit dem Sonnenmittelpunkt zusammen, da die Sonne sehr viel massereicher als die Erde ist. Bei Erde und Mond ist der Massenunterschied jedoch nicht so groß, daher liegt der Erde-Mond-Schwerpunkt nicht im Zentrum der Erde, sondern deutlich davon entfernt (aber noch innerhalb der Erdkugel). Bezeichnet man nun mit r_1 den Abstand des Erdmittelpunkts und mit r_2 den Abstand des Mondmittelpunkts vom Schwerpunkt S, folgt aus der Definition des Schwerpunkts

\frac{r_1}{r_2}= \frac{m}{M},

dass das Massenverhältnis von Erde M zu Mond m gerade dem Verhältnis von r_1 zu r_2 entspricht. Somit geht es nur darum, wie groß r_1 und r_2 sind – also wo sich der Schwerpunkt des Systems befindet.

Ohne den Mond und dessen Schwerkraft würde die Erde eine elliptische Bahn um die Sonne durchlaufen. Tatsächlich bewegt sich der Schwerpunkt des Erde-Mond-Systems auf einer elliptischen Bahn. Die Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt erzeugt eine leichte Welligkeit in der Erdbahn, die eine kleine Verschiebung der von der Erde aus gesehenen Position der Sonne verursacht. Aus der gemessenen Größe dieser Verschiebung wurde r_1 zu etwa 4670 km berechnet, also etwa 1700 km unter der Erdoberfläche (der Radius der Erde beträgt 6378 km). Da der Mond keine genaue Kreisbahn um die Erde beschreibt, berechnet man r_2 über die mittlere große Halbachse abzüglich r_1. Es gilt also r_2 = 384.400 km − 4.670 km = 379.730 km. Damit ergibt sich für das Massenverhältnis

\frac{r_1}{r_2}\approx\frac{1}{81{,}3}.

Die Masse des Mondes beträgt daher etwa 181 der Masse der Erde. Durch Einsetzen der Erdmasse M ≈ 5,97 · 1024 kg ergibt sich die Masse des Mondes zu

m\approx\frac{M}{81{,}3} \approx 7{,}34 \cdot 10^{22} \text{ kg}.

Genauere Messungen vor Ort ergeben einen Wert von m ≈ 7,349 · 1022 kg.

Magnetfeld des Mondes

Die Analyse des Mondbrockens Troctolite 76535, der mit der Mission Apollo 17 zur Erde gebracht wurde, deutet auf ein dauerhaftes Magnetfeld des Erdmondes und damit auf einen ehemals oder immer noch flüssigen Kern hin.[6] Jedoch hat der Mond inzwischen kein Magnetfeld mehr.[7]

Interaktion mit dem Sonnenwind

Der Sonnenwind und das Sonnenlicht lassen auf der sonnenzugewandten Mondseite Magnetfelder entstehen. Dabei werden Ionen und Elektronen aus der Oberfläche freigesetzt. Diese wiederum beeinflussen den Sonnenwind.[8]

Geologie des Mondes

Im Bereich der Tag-Nacht-Grenze sind vor allem die Krater sehr gut zu erkennen.

Entstehung des Mondes

Hauptartikel: Entstehung des Mondes
Differenzierung der äußeren Schichten des Mondes. KREEP: Kalium, Rare Earth Elements (dt. Seltene Erden), Phosphor.

Der Mond hat mit 3476 km etwa ein Viertel des Durchmessers der Erde und weist mit 3,345 g/cm3 eine geringere mittlere Dichte als die Erde auf. Aufgrund seines im Vergleich zu anderen Monden recht geringen Größenunterschieds zu seinem Planeten bezeichnet man Erde und Mond gelegentlich auch als Doppelplanet. Seine im Vergleich zur Erde geringe mittlere Dichte blieb auch lange ungeklärt und sorgte für zahlreiche Theorien zur Entstehung des Mondes.

Das heute weithin anerkannte Modell zur Entstehung des Mondes besagt, dass vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ein Himmelskörper von der Größe des Mars nahezu streifend mit der Protoerde kollidierte. Dabei wurde viel Materie, vorwiegend aus der Erdkruste und dem Mantel des einschlagenden Körpers, in eine Erdumlaufbahn geschleudert, ballte sich dort zusammen und formte schließlich den Mond. Der Großteil des Impaktors vereinte sich mit der Protoerde zur Erde. Nach aktuellen Simulationen bildete sich der Mond in einer Entfernung von rund drei bis fünf Erdradien, also in einer Höhe zwischen 20.000 und 30.000 km. Durch den Zusammenstoß und die frei werdende Gravitationsenergie bei der Bildung des Mondes wurde dieser aufgeschmolzen und vollständig von einem Ozean aus Magma bedeckt. Im Laufe der Abkühlung bildete sich eine Kruste aus den leichteren Mineralen aus, die noch heute in den Hochländern vorzufinden sind.

Die frühe Mondkruste wurde bei größeren Einschlägen immer wieder durchschlagen, so dass aus dem Mantel neue Lava in die entstehenden Krater nachfließen konnte. Es bildeten sich die Maria (Mondmeere), die erst einige hundert Millionen Jahre später vollständig erkalteten. Das sogenannte letzte große Bombardement endete erst vor 3,8 bis 3,2 Milliarden Jahren, nachdem die Anzahl der Einschläge von Asteroiden vor etwa 3,9 Milliarden Jahren deutlich zurückgegangen war. Danach ist keine starke vulkanische Aktivität nachweisbar, doch konnten einige Astronomen – vor allem 1958/59 der russische Mondforscher Nikolai Kosyrew – vereinzelte Leuchterscheinungen beobachten, so genannte Lunar Transient Phenomena.

Im November 2005 konnte ein internationales Forscherteam der ETH Zürich sowie der Universitäten Münster, Köln und Oxford erstmals die Entstehung des Mondes präzise datieren. Dafür nutzten die Wissenschaftler eine Analyse des Isotops Wolfram-182 und berechneten das Alter des Mondes auf 4527 ± 10 Millionen Jahre. Somit ist er 30 bis 50 Millionen Jahre nach der Herausbildung des Sonnensystems entstanden.[9]

Innerer Aufbau

Modell des Schalenaufbaus des Mondes mit Kern (gelb), innerem/unterem Mantel (orange), äußerem/oberem Mantel (blau; entspricht äußerem + mittlerem Mantel im Text) und Kruste (grau).
Schematischer Aufbau des Mondes (links: Vorderseite, rechts: Rückseite)

Das Wissen über den inneren Aufbau des Mondes beruht im Wesentlichen auf den Daten der vier von den Apollo-Missionen zurückgelassenen Seismometer, die diverse Mondbeben sowie Erschütterungen durch Einschläge von Meteoroiden und durch extra zu diesem Zweck ausgelöste Explosionen aufzeichneten. Diese Aufzeichnungen lassen Rückschlüsse über die Ausbreitung der seismischen Wellen im Mondkörper und damit über den Aufbau des Mondinneren zu, wobei die geringe Anzahl der Messstationen nur sehr begrenzte Einblicke ins Mondinnere liefert. Über die Oberflächengeologie, die bereits durch Beobachtungen von der Erde aus grob bekannt war,[10] wurden durch die von den Apollo- und Luna-Missionen zur Erde gebrachten Mondgesteinsproben sowie durch detaillierte Kartierungen der Geomorphologie, der mineralischen Zusammensetzung der Mondoberfläche und des Gravitationsfeldes im Rahmen der Clementine- und der Lunar-Prospector-Mission neue Erkenntnisse gewonnen.

Seismisch lässt sich die Mondkruste aus Anorthosit (mittlere Gesteinsdichte 2,9 g/cm3) auf der Mondvorderseite in einer durchschnittlichen Tiefe von 60 km gegen den Mantel abgrenzen. Auf der Rückseite reicht sie vermutlich bis in 150 km Tiefe. Die größere Mächtigkeit der Kruste und damit der erhöhte Anteil relativ leichten feldspatreichen Krustengesteins auf der erdabgewandten Seite, könnte zumindest teilweise dafür verantwortlich sein, dass das Massezentrum des Mondes um etwa 2 km näher an der Erde liegt als sein geometrischer Mittelpunkt. Unterhalb der Kruste schließt sich ein fast vollständig fester Mantel aus mafischem und ultramafischem Gestein (Olivin- und Pyroxenreiche Kumulate) an. Zwischen Mantel und Kruste wird eine dünne Schicht basaltischer Zusammensetzung vermutet, die bei der Auskristallisierung der anderen beiden Gesteinshüllen mit inkompatiblen Elementen angereichert wurde und daher einen hohen Anteil an Kalium, Rare Earth Elements (dt. Seltene Erden) und Phosphor aufweist. Diese spezielle chemische Signatur, die sich auch durch hohe Konzentrationen von Uran und Thorium auszeichnet, wird KREEP genannt. Nach traditionellen Hypothesen tritt diese sogenannte Ur-KREEP-Schicht gleichmäßig verteilt unterhalb der Mondkruste auf. Neueren, aus Daten der Lunar-Prospector-Sonde gewonnenen Erkenntnissen zufolge scheint sich KREEP aber schon während der Ausdifferenzierung von Kruste und Mantel vorwiegend in der Kruste der heutigen Oceanus-Procellarum-Mare-Imbrium-Region angereichert zu haben. Die Wärmeproduktion durch die radioaktiven Elemente wird für den vermuteten „jungen“ Vulkanismus in dieser Mondregion (bis 1,2 Milliarden Jahre vor heute)[11] verantwortlich gemacht.[12]

Die seismische Erkundung des Mondes erbrachte Hinweise auf Unstetigkeitsflächen (Diskontinuitäten) in 270 und 500 km Tiefe, die als Grenzflächen verschieden zusammengesetzter Gesteinshüllen gedeutet werden und deshalb als die Grenzen zwischen oberem und mittlerem (270 km) bzw. mittlerem und unterem (500 km) Mondmantel gelten. Der obere Mantel wird in diesem Modell als quarzführender Pyroxenit interpretiert, der mittlere als mit FeO-angereichterter olivinführender Pyroxenit und der untere Mantel als Olivin-Orthopyroxen-Klinopyroxen-Granat-Vergesellschaftung.[13] Aber auch andere Interpretationen sind möglich.[14]

Über den Kern des Mondes ist kaum etwas bekannt und über dessen genaue Größe und Eigenschaften existieren unterschiedliche Ansichten. Durch aufwendige Aufbereitung seismischer Daten wurde nunmehr ermittelt, dass der Mondkern mit einem Radius von etwa 350 km[15] ungefähr 20 % der Größe des Mondes besitzt (vgl. Erdkern relativ zur Größe der Erde: ≈ 50 %) und sich die Mantel-Kern-Grenze damit in einer Tiefe von etwa 1400 km befindet. Es wird angenommen, dass er, wie der Erdkern, vor allem aus Eisen besteht. Hierbei liefern die seismischen Daten (u. a. die Dämpfung von Scherwellen) Hinweise darauf, dass ein fester innerer Kern von einem flüssigen äußeren Kern umgeben ist, an den sich wiederum nach außen eine teilaufgeschmolzene Zone des untersten Mantels (PMB, partially molten boundary layer) anschließt.[15] Aus diesem Modell lassen sich die ungefähren Temperaturen ableiten, die im Kern des Mondes entsprechend herrschen müssen, die deutlich unter denen des Erdkerns, um die 1400 °C (± 400 °C) liegen.[15] Unterster Mantel und Kern mit ihrem teilaufgeschmolzenen bzw. flüssigen Material werden zusammen auch als Mondasthenosphäre bezeichnet. Die sich offenbar vollständig rigide verhaltenden Bereiche darüber (mittlerer und oberer Mantel sowie Kruste), in denen keine Dämpfung von Schwerwellen stattfindet, bilden entsprechend die Mondlithosphäre.[16]

Mondbeben

Die zurückgelassenen Seismometer der Apollo-Missionen registrieren etwa 3000 Mondbeben pro Jahr. Diese Beben sind im Vergleich zu Erdbeben sehr schwach. Das stärkste erreichte eine Stärke von knapp 5 auf der Richterskala. Die meisten liegen aber bei einer Stärke von 2. Die seismischen Wellen der Beben können ein bis vier Stunden lang verfolgt werden. Sie werden im Mondinneren also nur sehr schwach gedämpft.

Bei mehr als der Hälfte der Beben befindet sich das Hypozentrum in einer Tiefe von 800 bis 1000 km, oberhalb der Mondasthenosphäre. Die meisten Beben treten bei Apogäum- und Perigäumdurchgang auf, das heißt, alle 14 Tage. Daneben auch sind Beben mit oberflächennahem Hypozentrum bekannt. Ursächlich für die 14-täglichen Häufigkeitsmaxima ist, dass sich der Aufbau des Mondes dem Mittelwert der von der Erde auf den Mond wirkenden Gravitation angepasst hat. Die Beben bauen innere Spannungen ab, die durch die Gezeitenkräfte entstehen, die wiederum am erdnächsten und erdfernsten Punkt der Mondbahn jeweils ihr Maximum erreichen. Die Hypozentren der Beben verteilen sich nicht gleichmäßig über eine komplette Mantelschale. Die meisten Beben entstehen an nur etwa 100 Stellen, die jeweils nur wenige Kilometer groß sind. Der Grund für diese Konzentration ist noch nicht bekannt.

Massenkonzentrationen

Die Mascons der erdnahen (links) und der erdfernen Mondseite

Durch ungewöhnliche Einflüsse auf die Bahnen der Lunar-Orbiter-Missionen erhielt man Ende der 1960er-Jahre erste Hinweise auf Schwereanomalien, die man Mascons (Mass concentrations, Massenkonzentrationen) nannte. Durch Lunar Prospector wurden diese Anomalien näher untersucht, sie befinden sich meist im Zentrum der Krater und sind vermutlich durch die Einschläge entstanden. Möglicherweise handelt es sich um die eisenreichen Kerne der Impaktoren, die aufgrund der fortschreitenden Abkühlung des Mondes nicht mehr bis zum Kern absinken konnten. Nach einer anderen Theorie könnte es sich um Lavablasen handeln, die als Folge eines Einschlags aus dem Mantel aufgestiegen sind.

Regolith

Relative Anteile verschiedener Elemente auf Erde und Mond (Maria bzw. Terrae)

Der Mond besitzt keine nennenswerte Atmosphäre. Deshalb schlagen bis heute ständig Meteoroiden unterschiedlicher Größe, ohne abgebremst zu werden, auf der Oberfläche ein, die das an der Mondoberfläche anstehende Krustengestein zertrümmert, ja regelrecht pulverisiert haben. Der durch diesen Prozess entstehende Mondregolith (im Englischen auch teilweise als lunar soil, ‚Monderde‘, bezeichnet) bedeckt weitreichende Areale der Mondoberfläche mit einer mehrere Meter dicken Schicht, unter der Details der ursprünglichen Geologie des Mondes verborgen sind. Dies erschwert die Rekonstruktion der Entstehungsgeschichte des Monds erheblich.

Orange Soil – auffällig orange vulkanische Glaspartikel, geborgen von Apollo 17
Durchschnittliche chemische Zusammensetzung des Regoliths[17]
Element entspr. Oxid Anteil (gew. %)
Maria Terrae
Silizium SiO2 45,4 % 45,5 %
Aluminium Al2O3 14,9 % 24,0 %
Kalzium CaO 11,8 % 15,9 %
Eisen FeO 14,1 % 5,9 %
Magnesium MgO 9,2 % 7,5 %
Titan TiO2 3,9 % 0,6 %
Natrium Na2O 0,6 % 0,6 %
Kalium K2O < 0,1 % < 0,1 %
Total 99,9 % 100,0 %

Der Regolith entsteht hauptsächlich aus dem normalen Material der Oberfläche. Er enthält aber auch Beimengungen, die durch Einschläge an den Fundort transportiert wurden. Obwohl er gemeinhin als Mondstaub bezeichnet wird, entspricht der Regolith eher einer Sandschicht. Die Korngröße reicht von Staubkorngröße direkt an der Oberfläche über Sandkörner wenig tiefer bis hin zu Steinen und Felsen, die erst später hinzukamen, und noch nicht vollständig zermahlen sind. Ein weiterer wichtiger Bestandteil sind glasige Erstarrungsprodukte von Einschlägen. Das sind einmal kleine Glaskugeln, die an Chondren erinnern, und zum anderen Agglutinite, das sind durch Glas verbackene Regolithkörner. An manchen Stellen besteht das Oberflächengstein des Mondes fast zur Hälfte aus diesen Agglutiniten. Diese entstehen, wenn die durch den Einschlag erzeugten Spritzer aus geschmolzenem Gestein erst nach dem Auftreffen auf die Regolithschicht erstarren.

Im Mondmeteoriten Dhofar 280, der im Jahr 2001 im Oman gefunden wurde, wurden neue Eisen-Silizium-Mineralphasen identifiziert. Eine dieser Mineralphasen (Fe2Si), die damit erstmals in der Natur eindeutig nachgewiesen wurde, ist nach dem Forscher Bruce Hapke als Hapkeit benannt worden. Bruce Hapke hatte in den 1970ern die Entstehung derartiger Eisenverbindungen durch Weltraum-Erosion (engl. Space Weathering) vorhergesagt. Weltraum-Erosion verändert auch die Reflexionseigenschaften des Materials und beeinflusst so die Albedo der Mondoberfläche.

Der Mond hat kein nennenswertes Magnetfeld, das heißt die Teilchen des Sonnenwindes – vor allem Wasserstoff, Helium, Neon, Kohlenstoff und Stickstoff – treffen nahezu ungehindert auf der Mondoberfläche auf und werden im Regolith implantiert. Dies ähnelt der Ionenimplantation, die bei der Herstellung von integrierten Schaltungen angewandt wird. Auf diese Weise bildet der Mondregolith ein Archiv des Sonnenwindes, vergleichbar dem Eis in Grönland für das irdische Klima. Dazu kommt, dass kosmische Strahlung bis zu etwa einem Meter tief in die Mondoberfläche eindringt und dort durch Kernreaktionen (hauptsächlich Spallationsreaktionen) instabile Nuklide bildet. Diese verwandeln sich mit verschiedenen Halbwertszeiten unter anderem durch Alphazerfall in stabile Nuklide. Da beim Alphazerfall jeweils ein Helium-Atomkern entsteht, enthalten Gesteine des Mondregoliths bedeutend mehr Helium als irdische Oberflächengesteine.

Da der Mondregolith durch Einschläge umgewälzt wird, haben die einzelnen Bestandteile meist eine komplexe Bestrahlungsgeschichte hinter sich. Man kann jedoch durch radiometrische Datierungsmethoden für Mondproben herausfinden, wann sie nahe der Oberfläche waren. Damit lassen sich Erkenntnisse über die kosmische Strahlung und den Sonnenwind zu diesen Zeitpunkten gewinnen.

Aus Regolith lässt sich elektrolytisch Sauerstoff abspalten. Zur Erzeugung eines Gramms Sauerstoff werden 5–20 Gramm Regolith und 100–200 kJ thermische Energie benötigt. Ein Sonnenofen mit 5 kW Leistung könnte im Jahr eine Tonne Sauerstoff produzieren.[18]

Wasser

Der Mond ist ein extrem trockener Körper. Jedoch konnten Wissenschaftler mit Hilfe eines neuen Verfahrens im Sommer 2008 winzige Spuren von Wasser (bis zu 0,0046 %) in kleinen Glaskügelchen vulkanischen Ursprungs in Apollo-Proben nachweisen. Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass bei der gewaltigen Kollision, durch die der Mond entstand, nicht das ganze Wasser verdampft ist.[19]

Außerdem hat die Lunar-Prospector-Sonde Hinweise auf Wassereis in den Kratern der Polarregionen des Mondes gefunden; dieses Wasser könnte aus Kometenabstürzen stammen. Da die polaren Krater aufgrund der geringen Neigung der Mondachse gegen die Ekliptik niemals direkt von der Sonne bestrahlt werden und somit das Wasser dort nicht verdampfen kann, könnte es sein, dass dort noch im Regolith gebundenes Wassereis vorhanden ist. Der Versuch, durch den gezielten Absturz des Prospectors in einen dieser Polarkrater einen eindeutigen Nachweis zu erhalten, schlug allerdings fehl.

Im September 2009 entdeckte die indische Sonde Chandrayaan-1 Hinweise auf größere Wassermengen auf dem Mond.[20]

Am 13. November 2009 bestätigte die NASA, dass die Daten der LCROSS-Mission auf größere Wasservorkommen auf dem Mond schließen lassen.[21]

Im März 2010 gab der United States Geological Survey bekannt, dass bei erneuten Untersuchungen der Apollo-Proben mit der neuen Methode der Sekundärionen-Massenspektrometrie bis zu 0,6 % Wasser gefunden wurden. Das Wasser weist ein Wasserstoffisotopenverhältnis auf, welches deutlich von den Werten irdischen Wassers abweicht.[22]

Im Oktober 2010 ergab eine weitere Auswertung der LCROSS- und LRO-Daten, dass viel mehr Wasser auf dem Mond vorhanden ist als früher angenommen. Auch wurden Hydroxylionen, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak, freies Natrium und Spuren von Silber detektiert.[23][24]

Oberflächenstrukturen

Die Topografie der erdnahen (links) und der erdfernen Mondseite

Die Oberfläche des Mondes ist mit 38 Mio. km2 etwa 15 % größer als die Fläche von Afrika mit der arabischen Halbinsel. Sie ist nahezu vollständig von einer trockenen, aschgrauen Staubschicht, dem Regolith, bedeckt. Der redensartliche „Silberglanz“ des Mondes wird einem irdischen Beobachter nur durch den Kontrast zum Nachthimmel vorgetäuscht. Tatsächlich hat der Mond sogar eine relativ geringe Albedo (Rückstrahlfähigkeit).

Die Mondoberfläche ist gegliedert in ausgedehnte Hochländer, die Terrae, und in große Beckenstrukturen, die von Gebirgszügen gerahmt sind und in denen sich weite Ebenen aus erstarrter Lava, die Maria, erstrecken. Sowohl die Maria als auch die Terrae sind übersät von Kratern. Zudem gibt es zahlreiche Gräben und Rillen sowie flache Dome, jedoch keinerlei Anzeichen für aktive Tektonik wie auf der Erde. Der maximale Niveauunterschied zwischen der tiefsten Senke und dem höchsten Gipfel beträgt 16 km – rund 4 km weniger als auf der Erde (Ozeanbecken einbegriffen).

Maria

Mare Imbrium mit dem großen Kopernikuskrater am oberen Bildrand (Apollo 17, NASA)

Die erdzugewandte Seite des Mondes wird von den meisten und größten der sogenannten Maria geprägt, dunklen Tiefebenen, die insgesamt 16,9 % der Mondoberfläche einnehmen. Auf der Vorderseite nehmen sie 31,2 % ein, auf der Rückseite nur 2,6 %. Die auffällige Gruppierung auf der erdnahen Seite liegt größtenteils in der Nordhälfte und bildet das volkstümlich so genannte „Mondgesicht“. In der Frühzeit der Mondforschung hielt man die dunklen Flächen für Meere; sie werden deshalb nach Giovanni Riccioli als Maria (Singular: Mare) bezeichnet.

Die Maria sind erstarrte basaltische Lavadecken im Inneren ausgedehnter kreisförmiger Becken und unregelmäßiger Einsenkungen. Die Depressionen sind vermutlich durch große Einschläge in der Frühphase des Mondes entstanden. Da in diesem Entwicklungsstadium der Mondmantel noch sehr heiß und daher magmatisch aktiv war, wurden diese Einschlagsbecken anschließend von aufsteigendem Magma bzw. von Lava aufgefüllt. Die geringere Krustendicke der erdzugewandten Mondseite hat vermutlich die Bildung der Magmen und deren Aufdringen bis zur Oberfläche, im Gegensatz zur erdabgewandten Seite, stark begünstigt. Allerdings ist der ausgedehnte Vulkanismus der Mondvorderseite wahrscheinlich noch von weiteren Faktoren begünstigt worden (siehe KREEP). Die Basalt-Ebenen weisen nur wenige große Krater auf und mit Ausnahme von diesen zeigen sie nur sehr geringe Höhenunterschiede von maximal 100 Metern. Zu diesen Erhebungen gehören die Dorsa. Diese sich flach aufwölbenden Rücken erstrecken sich über mehrere Dutzend Kilometer. Die Maria sind von einer 2 bis 8 Meter dicken Regolithschicht bedeckt, die reich an Eisen und Magnesium ist. (Siehe auch: Liste der Maria des Erdmondes)

Das anhand von Mondgesteinsproben direkt radiometrisch nachgewiesene Alter der dunklen Basalte beträgt 3,1 bis 3,8 Milliarden Jahre. Das jüngste direkt datierte vulkanische Mondgestein ist ein in Afrika gefundener Meteorit mit KREEP-Signatur, der ein Alter von ca. 2,8 Milliarden Jahren aufweist.[25] Indirekte Datierungen anhand der Kraterdichte lassen jedoch ein teilweise deutlich geringeres geologisches Alter der Maria von „nur“ 1,2 Milliarden Jahren vermuten.[11]

Irregular Mare Patches

Nach Auswertung von Aufnahmen und Oberflächendaten des Lunar Reconnaissance Orbiters stellte ein Team von Wissenschaftlern der Arizona State University und der Wilhelms-Universität Münster im Oktober 2014 die These auf, dass es noch vor deutlich weniger als 100 Millionen Jahren weit verbreitet vulkanische Aktivität auf dem Mond gegeben haben könnte. Innerhalb der großen Maria existieren demnach zahlreiche kleinere Strukturen mit Abmessungen zwischen 100 Metern und fünf Kilometern, die als Irregular Mare Patches bezeichnet und als lokale Lavadecken gedeutet werden. Die geringe Größe und Dichte der Einschlagskrater in diesen „Patches“ (dt. ‚Flecken‘ oder ‚Flicken‘) deuten darauf hin, dass sie für Mondverhältnisse sehr jung sind, bisweilen kaum mehr als 10 Millionen Jahre. Eine dieser Strukturen namens „Ina“ war bereits seit der Apollo-15-Mission bekannt, wurde jedoch bislang als Sonderfall mit geringer Aussagekraft für die geologische Geschichte des Mondes betrachtet. Die nun festgestellte Häufigkeit der Irregular Mare Patches lässt den Schluss zu, dass die vulkanische Aktivität auf dem Mond nicht, wie bisher angenommen, vor etwa einer Milliarde Jahren „abrupt“ endete, sondern langsam über einen langen Zeitraum schwächer wurde, was unter anderem die bisherigen Modelle zu den Temperaturen im Mondinneren in Frage stellt.[26][27][28]

Terrae

Die Hochländer wurden früher als Kontinente angesehen und werden deshalb als Terrae bezeichnet. Sie weisen deutlich mehr und auch größere Krater als die Maria auf und werden von einer bis zu 15 Meter dicken Regolithschicht bedeckt, die reich an hellem aluminiumreichen Anorthosit ist. Die ältesten Hochland-Anorthositproben sind radiometrisch mit Hilfe der Samarium-Neodym-Methode auf ein Kristallisationsalter von 4,456 ± 0,04 Milliarden Jahren datiert worden, was als Bildungsalter der ersten Kruste und als Beginn der Kristallisation des ursprünglichen Magmaozeans interpretiert wird. Die jüngsten Anorthosite sind etwa 3,8 Milliarden Jahre alt.

Die Hochländer sind von sogenannten Tälern (Vallis) durchzogen. Dabei handelt es sich um bis zu einige hundert Kilometer lange, schmale Einsenkungen innerhalb der Hochländer. Ihre Breite beträgt oft wenige Kilometer, ihre Tiefe einige hundert Meter. Die Mondtäler sind in den meisten Fällen nach in der Nähe gelegenen Kratern benannt (Siehe auch: Liste der Täler des Erdmondes).

In den Hochländern gibt es mehrere Gebirge, die Höhen von etwa 10 km erreichen. Sie sind möglicherweise dadurch entstanden, dass der Mond infolge der Abkühlung geschrumpft ist und sich dadurch Faltengebirge aufwölbten. Nach einer anderen Erklärung könnte es sich um die Überreste von Kraterwällen handeln. Sie sind nach irdischen Gebirgen benannt worden, zum Beispiel Alpen, Apenninen, Kaukasus und Karpaten (siehe auch: Liste der Berge und Gebirge des Erdmondes).

Krater

Krater Theophilus (Apollo 16, NASA)
Hadley-Rille (Apollo 15, NASA)

Die Mondkrater entstanden durch Einschläge kosmischer Objekte. Sie gehören deshalb zu den sogenannten Impaktkratern. Die größten von ihnen entstanden vor etwa 3 bis 4,5 Milliarden Jahren in der Frühzeit des Mondes durch Einschläge großer Asteroiden. Der Nomenklatur von Riccioli folgend, werden sie vorzugsweise nach Astronomen, Philosophen und anderen Gelehrten benannt. Einige der großen Krater sind von sternförmigen Strahlensystemen umgeben. Diese Strahlen stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Einschlag, der auch zur Entstehung des entsprechenden Kraters führte: Es handelt sich um Auswurfmaterial (sogenannte Ejecta), das in Form zahlreicher Glaskügelchen erstarrt ist. Diese streuen das Licht bevorzugt in die Einfallsrichtung zurück, sodass sich die Strahlen bei Vollmond hell vom dunkleren Regolith abheben. Besonders lang und auffällig sind die Strahlen des Kraters Tycho.

Das Größenspektrum der Einschlagskrater auf dem Mond reicht von 2240 km Durchmesser, wie im Fall des Südpol-Aitken-Beckens, bis hin zu Mikrokratern, die erst unter dem Mikroskop sichtbar werden. Mit irdischen Teleskopen kann man allein auf der Vorderseite mehr als 40.000 Krater mit einem Durchmesser von mehr als 100 Metern unterscheiden. Die Oberfläche der Rückseite des Mondes weist aufgrund ihres höheren durchschnittlichen geologischen Alters eine noch deutlich höhere Kraterdichte auf (siehe auch: Liste der Krater des Erdmondes).

Vulkanische Krater sind bislang zweifelsfrei noch nicht identifiziert worden. Da die Mondkruste einen geringeren SiO2-Anteil hat als die kontinentale Erdkruste, haben sich dort keine Schichtvulkane gebildet, wie sie z.B. für den pazifischen Feuerring auf der Erde typisch sind. Aber auch Schildvulkane mit zentraler Caldera, wie sie in den Ozeanbecken der Erde oder auf dem Mars vorkommen, scheint es auf dem Mond nicht zu geben. Stattdessen fand lunarer Vulkanismus offenbar überwiegend in Form von Spalteneruptionen statt.

Rillen

Auf der Mondoberfläche gibt es auch Rillenstrukturen (Rimae), über deren Ursprung vor dem Apollo-Programm lange spekuliert worden war. Man unterscheidet

Seit den Untersuchungen der Hadley-Rille durch Apollo 15 geht man davon aus, dass es sich bei den mäandrierenden Rillen um Lavaröhren handelt, deren Decke eingestürzt ist. Neuere Aufnahmen von der Mondoberfläche lassen vermuten, dass es auch heute noch intakte Lavaröhren gibt.[29] Die Entstehung der geraden Rillen ist deutlich unklarer – es könnte sich um Schrumpfungsrisse handeln, die sich in erkaltender Lava gebildet haben.

Neben den als Rimae bezeichneten Strukturen bestehen noch schmale, vertiefte Strukturen, die eine Länge bis über 400 km erreichen. Sie ähneln den lang gestreckten Rillen und werden als Furchen oder Risse (Rupes) bezeichnet. Diese Furchen gelten als Beweis für das Wirken von Spannungskräften innerhalb der Mondkruste.

Erdabgewandte Seite

Rückseite des Mondes (links oben Mare Moscoviense)

Über die Rückseite des Mondes war vor den ersten Raumfahrtmissionen nichts bekannt, da sie von der Erde nicht sichtbar ist, erst Lunik 3 lieferte die ersten Bilder. Sie unterscheidet sich in mehreren Aspekten von der Vorderseite. Ihre Oberfläche prägen fast nur kraterreiche Hochländer; dazu zählt auch das große Südpol-Aitken-Becken, ein 13 km tiefer Krater mit 2240 km Durchmesser, der von vielen anderen Kratern überzeichnet ist. Untersuchungen der Clementine-Mission und des Lunar Prospector legen die Vermutung nahe, dass hier ein sehr großer Einschlagkörper die Mondkruste durchstoßen und möglicherweise Mantelgesteine freigelegt hat. Die Kruste der Rückseite ist mit 150 km gegenüber 70 km der Vorderseite etwa doppelt so dick. Die Raumsonde LRO entdeckte auch Grabenstrukturen auf der Mond-Rückseite[30]. Am Rande des Engelhardt-Kraters konnte mit dem Laser-Altimeter der Raumsonde Kaguya der höchste bekannte Punkt (10.750 m) auf dem Erdmond gemessen werden.[31][32]

Die erhalten gebliebene Redensart von der „dunklen Seite des Mondes“ (engl. dark side of the Moon) für die erdabgewandte Mondseite ist nur symbolisch im Sinne einer unbekannten Seite zu verstehen; im eigentlichen Wortsinn ist die Redensart falsch, da – wie schon zu den Mondphasen angemerkt – Vor- und Rückseite im Laufe der Mondrotation abwechselnd von der Sonne beschienen werden. Durch den viel geringeren Flächenanteil der dunklen Mareebenen ist die erdferne Mondseite insgesamt sogar deutlich heller als die erdnahe.

Einflüsse auf die Erde

Earthrise: Erde und Mond aus der Sicht von Apollo 8
Mond und Erde von einem Space Shuttle aus gesehen

Die Gravitation des Mondes treibt auf der Erde die Gezeiten an. Dazu gehören nicht nur Ebbe und Flut in den Meeren, sondern auch Hebungen und Senkungen des Erdmantels. Die durch die Gezeiten frei werdende Energie wird der Drehbewegung der Erde entnommen und der darin enthaltene Drehimpuls dem Bahndrehimpuls des Mondes zugeführt. Dadurch verlängert sich gegenwärtig die Tageslänge um etwa 20 Mikrosekunden pro Jahr. In ferner Zukunft wird die Erdrotation an den Mondumlauf gebunden sein und die Erde wird dem Mond immer dieselbe Seite zuwenden. Der Abstand zwischen Erde und Mond wird dann wegen des übertragenen Drehimpulses etwa doppelt so groß sein wie heute.

Durch die konstante Abbremsung der Erdrotation tendiert das Erdinnere wegen seiner Trägheit dazu, bezüglich der Erdkruste differenziell zu rotieren. Es wird vermutet, dass die dadurch entstehenden Kräfte im Erdinneren mitverantwortlich sind für die Entstehung des Erdmagnetfeldes.

Die Erde ist nicht perfekt kugelförmig, sondern hat am Äquator einen größeren Radius als an den Polen. Die Gravitation der Sonne und des Mondes greift an dieser unsymmetrischen Masseverteilung an. Diese auf die Erde als Ganzes wirkenden Gezeitenkräfte erzeugen damit ein Drehmoment in Bezug auf den Erdmittelpunkt. Da die Erde ein ansonsten frei rotierender Kreisel ist, bewirkt das Drehmoment eine Präzession der Erdachse. Wäre die Sonne die einzige Ursache für Präzession, würde das im Jahresrhythmus umlaufende Drehmoment die Erdachse innerhalb von Millionen Jahren auch in die Bahnebene drehen. Dies würde ungünstige Umweltbedingungen für das Leben auf der Erde bedeuten, weil die Polarnacht abwechselnd die gesamte Nord- bzw. Südhalbkugel erfassen würde. Das monatlich umlaufende Drehmoment des Mondes verhindert, dass die Erdachse diese Stellung annimmt. Auf diese Weise trägt der Mond zu dem das Leben begünstigenden Klima der Erde bei.

Neben dem sichtbaren Licht reflektiert der Mond von der Sonnenstrahlung auch einen Teil deren Wärme auf die Erde. Die Größe dieser Erderwärmung bei Vollmond beträgt gegenüber Neumond jedoch nur drei hundertstel Grad Celsius.[33]

Einfluss auf Lebewesen

Nach dem Skeptic’s Dictionary habe keine ausgewertete wissenschaftliche Studie eine signifikante positive Korrelation zwischen Mondphasen und dem Auftreten von Schlafstörungen, Verkehrsunfällen, Operationskomplikationen, der Häufigkeit von Suizidhandlungen oder der Häufigkeit von Geburten ergeben.[34] Manche Menschen, z. B. in der Land- und Forstwirtschaft, achten seit alters her darauf, dass bestimmte Arbeiten in der Natur in der „richtigen“ Mondphase erledigt werden (siehe auch: Mondholz, Mondkalender).

Die tägliche Bewegung des Mondes und die darin enthaltene Information über die Himmelsrichtungen wird von Zugvögeln und einigen Arten nachtaktiver Insekten zur Navigation genutzt. Bei manchen Arten der Ringelwürmer (wie bei dem Samoa-Palolo), Krabben und Fische (Leuresthes) ist das Fortpflanzungsverhalten sehr eng an den monatlichen Phasenwechsel des Mondes gekoppelt.

Mondregenbogen

Bei Nacht kann durch Zusammentreffen von Mondlicht und Regentropfen ein Mondregenbogen entstehen, der analog zum physikalischen Prinzip des Regenbogens der Sonne funktioniert.

Mondhof
22°-Mond-Halo am 23. Oktober 2010, gesehen von Graz (Österreich) aus

Mondhof und Mondhalo

Als Mondhof werden farbige Ringe um den Mond bezeichnet, die durch die Beugung des Lichts an den Wassertröpfchen der Wolken verursacht werden. Dabei ist der äußerste Ring von rötlicher Farbe und hat eine Ausdehnung von etwa zwei Grad, in seltenen Fällen auch bis zu zehn Grad.

Umgangssprachlich wird der Begriff des Mondhofs auch für einen Halo um den Mond gebraucht. Dafür sind Eiskristalle in Luftschichten verantwortlich, die aus dünnem Höhennebel oder Dunst entstanden sind und das auf die Erde fallende Licht in einem sehr schwachen Winkel ablenken und dadurch eine Art leuchtenden Ringeffekt für den Betrachter hervorrufen.

Eine spezielle Haloerscheinung des Mondes ist der Nebenmond. Analog zu den Nebensonnen treten Nebenmonde mit einem Abstand von rund 22 Grad neben dem Mond auf. Wegen der geringeren Lichtstärke des Mondes sieht man sie jedoch seltener und meistens bei Vollmond.

Mondtäuschung und „falsche“ Mondneigung

Als Mondtäuschung bezeichnet man den Effekt, dass der Mond in Horizontnähe größer aussieht als im Zenit. Dies ist keine Folge der Lichtbrechung an den Luftschichten, sondern eine optische Täuschung, die von der Wahrnehmungspsychologie untersucht und erklärt wird.

Auch das Phänomen, dass die beleuchtete Seite des Mondes oft nicht genau zur Sonne zu zeigen scheint, ist eine optische Täuschung und wird dort unter der Überschrift Relativität des Blickwinkels erläutert. Man kann sich davon überzeugen, dass die beleuchtete Mondsichel tatsächlich – wie zu erwarten – jederzeit senkrecht auf der Verbindungslinie zwischen Sonne und Mond steht, indem man diese Verbindungslinie durch eine mit ausgestreckten Armen zwischen Sonne und Mond gespannte Schnur sichtbar macht.[35]

Geschichte der Mondbeobachtung

Freiäugige Beobachtung, Mondbahn und Finsternisse

Der Mond ist nach der Sonne das mit Abstand hellste Objekt des Himmels; zugleich kann man seinen einzigartigen Helligkeits- und Phasenwechsel zwischen Vollmond und Neumond auch mit bloßem Auge sehr gut beobachten. Das erste Auftauchen der Mondsichel am Abendhimmel dient in einigen Kulturkreisen sogar als Beginn des jeweiligen Monats.

Die Mondphasen und die Sonnen- bzw. Mondfinsternisse sind mit Sicherheit schon früh von Menschen beobachtet worden. Die genaue Länge des siderischen und des synodischen Monats war schon im 5. Jahrtausend v. Chr. bekannt, ebenso die Neigung der Mondbahn gegen die Ekliptik (5,2°). Mindestens 1000 v. Chr. kannten die babylonischen Astronomen die Bedingungen, unter denen Sonnenfinsternisse auftreten, und eine derartige Vorhersage durch Thales von Milet entschied 580 v. Chr. den Sieg der Griechen in den Perserkriegen. Von Anaxagoras ist die Aussage überliefert, der Mond erhalte sein Licht von der Sonne, und es gebe auf ihm Täler und Schluchten; diese und andere Lehren trugen ihm eine Verurteilung wegen Gotteslästerung ein [36].

Die am Mond freiäugig erkennbaren Details (siehe Mondgesicht) werden in anderen Kulturkreisen auch als Hase etc. bezeichnet. Die dunklen, scharf begrenzten Flächen wurden schon früh als Meere interpretiert (diese glatten Ebenen werden daher bis heute Mare genannt), während die Natur der bei Vollmond sichtbar werdenden Strahlensysteme erst im 20. Jahrhundert geklärt werden konnte.

Beobachtung mit Fernrohr, Mondkarten und Raumfahrt

Einige Jahrzehnte nach der Erfindung des Fernrohrs begann um 1650 die intensive Erforschung des Mondes. Frühe Höhepunkte der Selenografie waren die Arbeiten von Johann Hieronymus Schroeter, der 1791 seine Selenotopografie publizierte, die genaue Kartierung der Mondkrater und Gebirge sowie deren Benennung. Es folgte die Ära der hochpräzisen Mondkarten durch Beer, Mädler und andere, ab etwa 1880 die langbrennweitige Astrofotografie (siehe auch Pariser Mondatlas) und erste geologische Deutungen der Mondstrukturen. Das durch die Raumfahrt (erste Mondumkreisung 1959) gesteigerte Interesse am Mond führte zur erstmaligen Beobachtung leuchtender Gasaustritte durch Kosyrew, doch die Vulkanismus-Theorie der Mondkrater musste der Deutung als Aufschlagkrater weichen. Vorläufiger Höhepunkt waren die bemannten Mondlandungen 1969–1972, die dadurch ermöglichten zentimetergenauen Laser-Entfernungsmessungen, und in den letzten Jahren die multispektrale Fernerkundung der Mondoberfläche sowie die genaue Vermessung ihres Schwerefeldes durch verschiedene Mondorbiter.

Mythologische Anfänge

Himmelsscheibe von Nebra

Die älteste bekannte Darstellung des Mondes ist eine 5000 Jahre alte Mondkarte aus dem irischen Knowth. Als weitere historisch bedeutende Abbildung in Europa ist die Himmelsscheibe von Nebra zu nennen.

Das Steinmonument Stonehenge diente wahrscheinlich als Observatorium und war so gebaut, dass damit auch spezielle Positionen des Mondes vorhersagbar oder bestimmbar gewesen sind.

In vielen archäologisch untersuchten Kulturen gibt es Hinweise auf die große kultische Bedeutung des Mondes für die damaligen Menschen. Der Mond stellte meist eine zentrale Gottheit dar, als weibliche Göttin, zum Beispiel bei den Thrakern Bendis, bei den Ägyptern Isis, bei den Griechen Selene, Artemis und Hekate sowie bei den Römern Luna und Diana, oder als männlicher Gott wie beispielsweise bei den Sumerern Nanna, in Ägypten Thot, in Japan Tsukiyomi, bei den Azteken Tecciztecatl und bei den Germanen Mani. Fast immer wurden Sonne und Mond dabei als entgegengesetzt geschlechtlich gedacht, auch wenn die Zuordnung variierte. In China dagegen galt der Mond als Symbol für Westen, Herbst und Weiblichkeit (Yin).

Ein häufig vorkommendes Motiv ist das Bild von den drei Gesichtern der Mondgöttin: bei zunehmendem Mond die verführerische Jungfrau voller Sexualität, bei Vollmond die fruchtbare Mutter und bei abnehmendem Mond das alte Weib oder die Hexe mit der Kraft zu heilen, zum Beispiel bei den Griechen mit Artemis, Selene und Hekate sowie bei den Kelten Blodeuwedd, Morrígan und Ceridwen.

Der Mond als Himmelskörper ist Gegenstand von Romanen und Fiktionen, von Jules Vernes Doppelroman Von der Erde zum Mond und Reise um den Mond über Paul Linckes Operette Frau Luna oder Hergés zweibändigem Tim und Struppi-Comic-Abenteuer Reiseziel Mond und Schritte auf dem Mond bis hin zu der futuristischen Vorstellung einer Besiedelung des Mondes oder dem Reiseführer Reisen zum Mond von Werner Tiki Küstenmacher.

Kalenderrechnung

Neben der mythologischen Verehrung nutzten unsere Vorfahren schon sehr früh den regelmäßigen und leicht überschaubaren Rhythmus des Mondes für die Beschreibung von Zeitspannen und als Basis eines Kalenders, noch heute basiert der islamische Kalender auf dem Mondjahr mit 354 Tagen (12 synodische Monate). Mit dem Übergang zum Ackerbau wurde die Bedeutung des Jahresverlaufs für Aussaat und Ernte wichtiger. Um dies zu berücksichtigen, wurden zunächst nach Bedarf, später nach feststehenden Formeln wie zum Beispiel dem metonischen Zyklus Schaltmonate eingefügt, die das Mondjahr mit dem Sonnenjahr synchronisierten. Auf diesem lunisolaren Schema basieren zum Beispiel der altgriechische und der jüdische Kalender. Von den alten Hochkulturen hatten einzig die alten Ägypter ein reines Sonnenjahr mit zwölf Monaten à 30 Tage sowie fünf Schalttage, das heißt, ohne strengen Bezug zum synodischen Monat von 29,5 Tagen, vermutlich, weil für die ägyptische Kultur die genaue Vorhersage der Nilüberschwemmungen und damit der Verlauf des Sonnenjahres überlebensnotwendig war. Die noch heute gebräuchliche Länge einer Woche von sieben Tagen basiert wahrscheinlich auf der zeitlichen Folge der vier hauptsächlichen Phasen des Mondes (Neumond, zunehmender Halbmond, Vollmond und abnehmender Halbmond).

Forschungsgeschichte

Wissenschaftliche Teildisziplinen, die sich mit der Untersuchung des Mondes befassen, tragen nach dem griechischen Wort für Mond, Σελήνη (Selene) gebildete Namen. Es sind:

  • Selenologie, auch „Geologie des Mondes“, beschäftigt sich mit seiner Entstehung, seinem Aufbau und seiner Entwicklung sowie mit der Entstehung der beobachteten Strukturen und den dafür verantwortlichen Prozessen.
  • Selenografie ist die Erfassung und Bezeichnung von Oberflächenstrukturen des Mondes, insbesondere das Erstellen von Mondkarten.
  • Selenodäsie, befasst sich mit der Vermessung des Mondes und seines Schwerefeldes.

Erdgebundene Erforschung

Die früheste grobe Mondkarte mit Konturen der Albedomerkmale und dem ersten Versuch einer Nomenklatur skizzierte William Gilbert im Jahre 1600 nach dem bloßen Auge.[37][38] Die erste, wenn auch ebenfalls nur skizzenhafte Darstellung der mit einem Fernrohr sichtbaren Mondstrukturen stammt von Galileo Galilei (1609), die ersten brauchbaren stammen von Johannes Hevelius, der mit seinem Werk Selenographia sive Lunae Descriptio (1647) als Begründer der Selenografie gilt. In der Nomenklatur der Mondstrukturen setzte sich das System von Giovanni Riccioli durch, der in seinen Karten von 1651 die dunkleren Regionen als Meere (Mare, Plural: Maria) und die Krater nach Philosophen und Astronomen bezeichnete. Allgemein anerkannt ist dieses System jedoch erst seit dem 19. Jahrhundert.

Gezeichnete Mondkarte von 1881 (Andrees Handatlas)

Tausende Detailzeichnungen von Mondbergen, Kratern und Wallebenen wurden von Johann Hieronymus Schroeter (1778–1813) angefertigt, der auch viele Mondtäler und Rillen entdeckte. Den ersten Mondatlas gaben Wilhelm Beer und Johann Heinrich Mädler 1837 heraus, ihm folgte bald eine lange Reihe fotografischer Atlanten.

Ende des 19. Jahrhunderts konnten bereits Aussagen über die Erscheinung des Mondes getroffen werden, die auch heute noch weitestgehend Gültigkeit besitzen. Der österreichische Geologe Melchior Neumayr traf diesbezüglich folgende Aussage:

„Drei Erscheinungen sind es namentlich, welche dem Monde eine überaus seltsame, fremdartige Physiognomie verleihen: das Fehlen einer Atmosphäre, das Nichtvorhandensein von Wasser an der Oberfläche und das Vorherrschen kraterförmiger Ringgebirge in der Oberflächengestaltung.“

Melchior Neumayr: Erdgeschichte, 1895

Allerdings war die tatsächliche Entstehung dieser Krater bis zu diesem Zeitpunkt noch ungewiss. Neumayr nahm infolgedessen den Vulkanismus als die wahrscheinlichste Ursache dafür an:

„Weitaus am verbreitetsten sind ringförmige Berge, welche in ihrer ganzen Bildung in der auffallendsten Weise an unsere irdischen Vulkane erinnern, und man nimmt in der Regel an, daß diese Gebilde in der That auf eruptive Thätigkeit zurückzuführen seien.“

Melchior Neumayr: Erdgeschichte, 1895

Neumayr gibt an, dass sich einzelne Gebirge mehr als 8000 Meter über ihre Umgebung erhöben. Die Höhenbestimmung von Kratern, Gebirgen und Ebenen war mit teleskopischen Beobachtungen jedoch sehr problematisch und erfolgte meist durch Analyse von Schattenlängen, wofür Josef Hopmann im 20. Jahrhundert Spezialmethoden entwickelte. Erst durch die Sondenkartierungen kennt man verlässliche Werte: Die Krater, mit Durchmessern bis zu 300 km, wirken zwar steil, sind aber nur wenige Grad geneigt, die höchsten Erhebungen hingegen erreichen eine Höhe von bis zu 10 km über dem mittleren Niveau.

Erforschung mit ersten Raumfahrzeugen

Den zweiten großen Sprung der Fortschritte in der Mondforschung eröffnete dreieinhalb Jahrhunderte nach der Erfindung des Fernrohrs der Einsatz der ersten Mondsonden. Die sowjetische Sonde Lunik 1 kam dem Mond rund 6000 km nahe, Lunik 2 traf ihn schließlich und Lunik 3 lieferte die ersten Bilder von seiner Rückseite. Die Qualität der Karten wurde in den 1960ern deutlich verbessert, als zur Vorbereitung des Apollo-Programms eine Kartierung durch die Lunar-Orbiter-Sonden aus einer Mondumlaufbahn heraus stattfand. Die heute genauesten Karten stammen aus den 1990ern durch die Clementine- und Lunar-Prospector-Missionen.

Das US-amerikanische Apollo- und das sowjetische Luna-Programm brachten mit neun Missionen zwischen 1969 und 1976 insgesamt 382 Kilogramm Mondgestein von der Mondvorderseite zur Erde; die folgende Tabelle gibt einen Überblick darüber.

Landedatum Mission Menge Landestelle
20. Juli 1969 Apollo 11 21,6 kg Mare Tranquillitatis
19. November 1969 Apollo 12 34,3 kg Oceanus Procellarum
20. September 1970 Luna 16 100 g Mare Fecunditatis
5. Februar 1971 Apollo 14 42,6 kg Fra-Mauro-Hochland
30. Juli 1971 Apollo 15 77,3 kg Hadley-Apenninen (Mare und Hochland)
21. Februar 1972 Luna 20 30 g Apollonius-Hochland
20. April 1972 Apollo 16 95,7 kg Descartes
11. Dezember 1972 Apollo 17 110,5 kg Taurus-Littrow (Mare und Hochland)
18. August 1976 Luna 24 170 g Mare Crisium

1979 wurde der erste Mondmeteorit in der Antarktis entdeckt, dessen Herkunft vom Mond allerdings erst einige Jahre später durch Vergleiche mit den Mondproben erkannt wurde. Mittlerweile kennt man noch mehr als zwei Dutzend weitere. Diese bilden eine komplementäre Informationsquelle zu den Gesteinen, die durch die Mondmissionen zur Erde gebracht wurden: Während man bei den Apollo- und Lunaproben die genaue Herkunft kennt, dürften die Meteorite, trotz der Unkenntnis ihres genauen Herkunftsortes auf dem Mond, repräsentativer für die Mondoberfläche sein, da einige aus statistischen Gründen auch von der Rückseite des Mondes stammen sollten.

Menschen auf dem Mond

Buzz Aldrin am 21. Juli 1969 (UTC/Apollo 11)
Karte der Landestellen der bemannten und unbemannten Missionen bis 1976
Eugene Cernan am 11. Dezember 1972 mit Mondrover

Der Mond ist nach der Erde bisher der einzige von Menschen betretene Himmelskörper. Im Rahmen des Kalten Kriegs unternahmen die USA und die UdSSR einen Wettlauf zum Mond (auch bekannt als „Wettlauf ins All“) und in den 1960ern als Höhepunkt einen Anlauf zu bemannten Mondlandungen, die jedoch nur mit dem Apollo-Programm der Vereinigten Staaten verwirklicht wurden. Das bemannte Mondprogramm der Sowjetunion wurde daraufhin abgebrochen.

Am 21. Juli 1969 UTC setzte mit Neil Armstrong der erste von zwölf Astronauten im Rahmen des Apollo-Programms seinen Fuß auf den Mond. Nach sechs erfolgreichen Missionen wurde das Programm 1972 wegen der hohen Kosten eingestellt. Während des ausgehenden 20. Jahrhunderts wurde immer wieder über eine Rückkehr zum Mond und die Einrichtung einer ständigen Mondbasis spekuliert, aber erst durch Ankündigungen des damaligen US-Präsidenten George W. Bush und der NASA Anfang 2004 zeichneten sich konkretere Pläne ab. Am 4. Dezember 2006 hat die NASA ernsthafte Pläne für eine stufenweise Annäherung des Menschen an den Mond bekannt gegeben. Demnach sollten, nach ersten Testflügen ab 2009, schon 2019 wieder bemannte Missionen zum Mond führen. Ab 2020 sollten vier Astronauten 180 Tage lang auf dem Mond verweilen, bis dann ab 2024 eine permanent bemannte Mondbasis am lunaren Südpol errichtet werden sollte.[39] Aufgrund der am Ende nicht einhaltbaren Fertigstellungstermine der Ares-Raketen sowie der unabsehbaren Kosten stellte die Regierung unter Präsident Barack Obama dem Programm keine finanziellen Mittel mehr zur Verfügung.[40]

Die folgende Tabelle enthält die zwölf Männer, die den Mond betreten haben. Alle waren Bürger der USA.

# Datum Name Mission
1. 21. Juli 1969 Neil Armstrong (1930–2012) Apollo 11
2. Buzz Aldrin (* 1930)
3. 19. November 1969 Charles Conrad (1930–1999) Apollo 12
4. Alan Bean (* 1932)
5. 5. Februar 1971 Alan Shepard (1923–1998) Apollo 14
6. Edgar Mitchell (* 1930)
7. 31. Juli 1971 David Scott (* 1932) Apollo 15
8. James Irwin (1930–1991)
9. 21. April 1972 John Young (* 1930) Apollo 16
10. Charles Duke (* 1935)
11. 11. Dezember 1972 Eugene Cernan (* 1934) Apollo 17
12. Harrison Schmitt (* 1935)

Als bisher letzter Mensch verließ am 14. Dezember 1972 Eugene Cernan den Mond.[41]

Mondsonden neuerer Zeit

Nach einer Pause in der gesamten Mondraumfahrt von gut 13 Jahren startete am 24. Januar 1990 die japanische Experimentalsonde Hiten ohne wissenschaftliche Nutzlast. Sie setzte am 19. März desselben Jahres in einer Mondumlaufbahn die Tochtersonde Hagoromo aus, schwenkte am 15. Februar 1992 selbst in einen Mondorbit ein und schlug am 10. April 1993 auf den Mond auf.

Am 25. Januar 1994 startete die US-amerikanische Raumsonde Clementine zum Mond, um dort neue Geräte und Instrumente zu testen. Am 19. Februar 1994 erreichte sie eine polare Mondumlaufbahn und kartierte von dort aus etwa 95 % der Mondoberfläche. Neben den zahlreichen Fotografien lieferte sie Hinweise auf Vorkommen von Wassereis am lunaren Südpol. Im Mai desselben Jahres vereitelte eine fehlerhafte Triebwerkszündung den geplanten Weiterflug zum Asteroiden Geographos. Die Sonde ist seit Juni 1994 außer Betrieb.

Am 11. Januar 1998 erreichte die US-amerikanische Mondsonde Lunar Prospector eine polare Mondumlaufbahn, um an den Polen den Hinweisen auf Wassereis nachzuforschen. Zusätzlich maß sie auch das lunare Schwerefeld des Mondes für eine globale Schwerefeldkarte. Am 31. Juli 1999 endete die Mission mit einem geplanten Aufschlag in der Nähe des lunaren Südpols, um in der ausgeworfenen Partikelwolke von der Erde aus Wassereis nachweisen zu können; dieser Nachweis ist jedoch nicht gelungen.

Als erste Mondsonde der ESA testete SMART-1 neue Techniken und erreichte zur Erforschung des Erdtrabanten am 15. November 2004 eine Mondumlaufbahn. Neben dem Fotografieren der Mondoberfläche untersuchte sie hauptsächlich deren chemische Zusammensetzung und forschte nach Wassereis. Der geplante Einschlag auf dem Mond konnte am 3. September 2006 von der Erde aus beobachtet werden.

Am 3. Oktober 2007 erreichte die japanische Sonde Kaguya den Mond und schwenkte in eine polare Umlaufbahn ein. Der hauptsächliche Orbiter hatte zwei Hilfssatelliten in einen jeweils eigenen Mondorbit ausgesetzt: Ein VRAD-Satellit diente erdgebundenen VLBI-Messungen und ein Relaissatellit sorgte für die Weiterleitung der Funksignale. Die Beobachtung des Mondes begann Mitte Dezember 2007 und endete am 10. Juni 2009 mit Kaguyas vorgesehenem Aufschlag.

Am 24. Oktober 2007 hatte die Volksrepublik China die Mondsonde Chang’e-1 gestartet. Die erste chinesische Raumsonde erreichte den Mond am 5. November, um ihn etwa ein Jahr lang zu umkreisen. Ihre Hauptaufgaben bestanden darin, die Oberfläche des Erdtrabanten dreidimensional zu kartografieren und spektrometrische Analysen der Gesteine durchzuführen. Dabei wurde erstmals auch eine umfassende Mikrowellenkarte des Mondes erstellt, die Aufschlüsse über mineralische Ressourcen geben kann.[42] Am 1. März 2009 schlug die Sonde gezielt auf dem Mond auf (siehe auch: Mondprogramm der Volksrepublik China). Vom 6. Oktober 2010 bis zum 9. Juni 2011 befand sich mit Chang’e-2 die Nachfolgemission und ursprüngliche Ersatzsonde von Chang’e-1 im Mondorbit, um bis April 2011 den Erfolg der China National Space Administration zu vertiefen und deren spätere Mission einer weichen Landung vorzubereiten.

Der Start der indischen Mondsonde Chandrayaan-1, und damit der ersten Raumsonde Indiens, erfolgte am 22. Oktober 2008. Sie hat zu Beginn ihrer Mission am 14. November aus ihrer polaren Umlaufbahn einen Lander in der Nähe des lunaren Südpols hart aufschlagen lassen. Mit Instrumenten aus verschiedenen Ländern sollte unter anderem eine mineralogische, eine topografische und eine Höhenkarte des Mondes erstellt werden. Der Kontakt brach jedoch am 29. August 2009 vorzeitig ab. Die Mission sollte ursprünglich 2 Jahre dauern.

Seit Anfang 2012 umkreisten zwei Orbiter der NASA unter der Bezeichnung Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) den Mond, um gemeinsam sein Schwerefeld genauer zu vermessen. Die Mission endete am 17. Dezember 2012 und beide Orbiter schlugen kontrolliert auf der Mondoberfläche ein.[43][44]

Aktuelle Mondsonden

Darstellung des LRO
  • Am 23. Juni 2009 um 9:47 UTC schwenkte der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA auf eine polare Umlaufbahn ein, um den Mond in einer Höhe von 50 km für mindestens ein Jahr zu umkreisen und dabei Daten für die Vorbereitung zukünftiger Landemissionen zu gewinnen. Die Geräte der US-amerikanischen Sonde liefern die Basis für hochaufgelöste Karten der gesamten Mondoberfläche (Topografie, Orthofotos mit 50 cm Auflösung, Indikatoren für Vorkommen von Wassereis) und Daten zur kosmischen Strahlenbelastung. Es wurden 5185 Krater mit einem Durchmesser von mindestens 20 km erfasst. Aus deren Verteilung und Alter wurde geschlossen, dass bis vor 3,8 Milliarden Jahren hauptsächlich größere Brocken den Mond trafen, danach vorwiegend kleinere.[45] Die Raumsonde LRO entdeckte auch Grabenstrukturen auf der Mond-Rückseite.[30]
Mit derselben Trägerrakete wurde auch der Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) zum Mond geschickt. Er schlug am 9. Oktober im Krater Cabeus nahe dem Südpol ein. Der Satellit bestand aus zwei Teilen, der ausgebrannten Oberstufe der Rakete, die einen Krater erzeugte, und der einige Zeit vor dem Einschlag abgekoppelten Geräteeinheit, die die aufgeworfene Partikelwolke insbesondere in Hinsicht auf Wassereis analysierte, bevor sie vier Minuten später ebenfalls aufschlug.
  • Am 14. Dezember 2013 hat die chinesische Raumfahrtagentur mit Chang’e-3 ihre erste weiche Mondlandung durchgeführt. Die über 3,7 Tonnen schwere Sonde dient u. a. dem Transport eines 120 kg schweren Mondrovers, der seine Energie aus Radioisotopengeneratoren erhält oder mit Radionuklid-Heizelementen ausgestattet ist, um während der 14-tägigen Mondnacht nicht einzufrieren[46].

Geplante Mondsonden

Für 2013[veraltet] hat die NASA den Orbiter Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) angesetzt, um mit ihm die Atmosphäre und den Staub des Mondes näher zu untersuchen.[47]

Für das Jahr 2014 ist von Seiten Russlands der Einsatz der Mondsonde Luna-Glob geplant. Sie soll zwölf Penetratoren hauptsächlich für seismische Untersuchungen absetzen und einen Lander zur Suche nach Wassereis in einem Krater in Nähe des lunaren Südpols niedergehen lassen. Die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) hat für Mitte der 2010er mit Selene-2 eine Nachfolgemission von Kaguya (Selene-1) vorgesehen, die aus einem Orbiter, einem Lander und einem Rover besteht.[48]

Indiens Raumfahrtagentur ISRO plant als Nachfolger von Chandrayaan-1 für 2013 mit Chandrayaan-2 ein Landegerät, das mit einem Rover weich aufsetzen soll. Der Start verzögert sich aber wahrscheinlich um drei Jahre.[49]

Eigentumsverhältnisse

Der Weltraumvertrag (Outer Space Treaty) von 1967 verbietet Staaten, einen Eigentumsanspruch auf Weltraumkörper wie den Mond zu erheben. Dieses Abkommen wurde bis heute von 192 Staaten der Vereinten Nationen ratifiziert und ist damit in Kraft. Da im Outer-Space-Treaty-Abkommen nur von Staaten die Rede ist, wird von manchen interpretiert, dass dieses Abkommen nicht für Firmen oder Privatpersonen gelte. 1979 wurde deshalb der Mondvertrag (Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies) entworfen, um diese vom Outer Space Treaty hinterlassene angebliche Gesetzeslücke zu schließen. Der „Moon-Treaty“-Entwurf hatte explizit die Besitzansprüche von Firmen und Privatpersonen adressiert und ausgeschlossen (Artikel 11, Absatz 2 und 3). Aus diesem Grund wird das „Moon Treaty“ oft als Hindernis für Grundstücksverkäufe zitiert; nur wurde dieses Abkommen tatsächlich nie unterschrieben oder in den Vereinten Nationen korrekt ratifiziert. Nur fünf Staaten, die alle nicht weltraumgängig sind, haben versucht, es zu ratifizieren. 187 andere Staaten sowie die USA, Russland und China haben es nicht unterschrieben und auch nicht ratifiziert. Das „Moon Treaty“ ist deshalb heute in den meisten Ländern der Erde nicht in Kraft. Die wählenden Staaten hatten damals zu viele Bedenken, dass es die profitable Nutzung des Mondes gefährden könnte, und somit wurde das Abkommen auch nicht ratifiziert (und deshalb nicht Gesetz). Daraus schlussfolgern einige, dass eine Rechtsgrundlage für Mond-Grundstücksverkäufe existiere. Es sollte ebenfalls darauf hingewiesen werden, dass die Internationale Astronomische Union sich nicht mit dem Verkauf von Himmelskörpern befasst, sondern nur mit deren Benennung, was in diesem Fall einen wichtigen Unterschied darstellt.

Der Amerikaner Dennis M. Hope meldete 1980 beim Grundstücksamt von San Francisco seine Besitzansprüche auf den Mond an. Da niemand in der nach amerikanischem Recht ausgesetzten Frist von acht Jahren Einspruch erhob und da das Outer-Space-Treaty-Abkommen solche Verkäufe durch Privatpersonen in den USA explizit nicht verbietet, vertreibt Hope die Grundstücke über seine dafür gegründete Lunar Embassy. Da allerdings das Grundstücksamt in San Francisco für Himmelskörper nicht zuständig ist und von Hope sowohl das Gesetz, das solche Besitzansprüche regelt, als auch der Text aus dem Outer Space Treaty sehr abenteuerlich interpretiert wurden, sind die „Grundstückszertifikate“, die er verkauft, praktisch wertlos.

Weiterer Erdtrabant

Die Existenz eines zweiten Erdtrabanten, der später den Namen Lilith bekam, wurde um die Jahrhundertwende vermutet, er konnte aber nie gefunden werden.

Sonstiges

Google Lunar X Prize

Hauptartikel: Google Lunar X-Prize

Am 13. September 2007 haben die X-Prize Foundation und Google Inc. den Google Lunar X Prize ausgeschrieben, um damit die private, unbemannte Raumfahrt zum Mond zu fördern. Mit dem Preisgeld im Gesamtwert von 30 Millionen US-Dollar wird ein Wettlauf von Landesonden und Rovern motiviert, die von Privatunternehmen der ganzen Welt finanziert werden, um mit kostengünstigen Methoden verschiedene Missionsziele zu erfüllen. Zu den einzelnen Zielen dieses Wettbewerbs gehören das Senden von Daten, Bildern und Videos zur Erde sowie das Zurücklegen von mindestens 500 Metern auf der Mondoberfläche. Für große Entfernungen von über 5000 Metern gibt es einen Bonus. Weitere Bonuspreise sind ausgelobt für das Entdecken von Wassereis, für das Überstehen der Kälte einer Mondnacht und für das Fotografieren von früheren technischen Hinterlassenschaften, wie beispielsweise denen der Apollo-Missionen.

Mondkolonisation

NASA-Konzeptzeichnung einer permanenten Mondbasis (1977)
Hauptartikel: Mondkolonisation

Die Errichtung von dauerhaften Außenposten und Kolonien auf dem Mond ist bereits vor der Erfindung der Raumfahrt diskutiert worden, jedoch spielte dieses Thema zunächst nur in der Science-Fiction-Literatur eine Rolle. Seit der Realisierung der Raumfahrt werden auch konkrete Nutzungsszenarien, wie der Abbau von Rohstoffen diskutiert[50], jedoch sind diese aufgrund des gewaltigen Aufwands bislang nicht annähernd in die Nähe einer Umsetzung gelangt.

Suche nach außerirdischer Intelligenz

Der Mond könnte auch Hinweise für die Suche nach außerirdischen Zivilisationen liefern.[51] Wissenschaftler wie Paul Davies halten eine Suche nach Artefakten und Überresten extraterrestrischer Technologie auf der lunaren Oberfläche für förderlich.[52][53]

Siehe auch

Literatur

Weblinks

 Wiktionary: Mond – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Mond – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
 Wikibooks: Mond – Lern- und Lehrmaterialien
 Wikiquote: Mond – Zitate
 Wikisource: Mond – Quellen und Volltexte
 Wikivoyage: Mond – Reiseführer

Videos

Einzelnachweise

  1. a b c d NASA Factsheet on Earth's moons (Englisch) und elementare Berechnungen aus diesen Daten
  2. Grimm: Deutsches Wörterbuch, als DWB digital verfügbar, Eintrag unter MOND
  3. Kontrastempfindlichkeitsfunktion, Wikibook Digitale bildgebende Verfahren - Allgemeine Bildeigenschaften
  4. planetenkunde.de: Prähistorische Astronomie
  5. * J. P. McEvoy: Sonnenfinsternis. Die Geschichte eines Aufsehen erregenden Phänomens. Berlin Verlag, Berlin 2001, ISBN 3-8270-0372-5. Seite 88
  6. Ian Garrick-Bethell (MIT) et al.: Remnant magnetism in minerals in an unshocked Apollo sample implies that the Moon had a molten core 4.2 billion years ago. Science, Bd. 323, S. 356–359
  7. http://www.esa.int/esaKIDSde/SEMVMBWJD1E_OurUniverse_0.html
  8. Ute Kehse: Hindernis im Sonnenwind, Erstaunliche elektromagnetische Phänomene auf dem Mond, in wissenschaft.de, Datum: 31. Mai 2012, Abgerufen: 4. Juni 2012
  9. Anke Poiger: Geburtsdatum von Erde und Mond gefunden in Informationsdienst Wissenschaft 25. November 2005
  10. Josiah Edward Spurr: Geology Applied To Selenology. Bände I & II, Science Press Printing Co., Lancaster, PA, 1945, S. 20 (HathiTrust)
  11. a b H. Hiesinger, J. W. Head III, U. Wolf, R. Jaumann, G. Neukum: Ages and stratigraphy of mare basalts in Oceanus Procellarum, Mare Nubium, Mare Cognitum, and Mare Insularum. In: Journal of Geophysical Research: Planets. 108, Nr. E7, 5065, 2003. doi:10.1029/2002JE001985.
  12. Bradley Jolliff, Jeffrey Gillis, Larry Haskin, Randy Korotev, Mark Wieczorek: Major lunar crustal terranes: Surface expressions and crust-mantle origins. In: Journal of Geophysical Research. 105, Nr. E2, 2000, S. 4197–4216. doi:10.1029/1999JE001103.
  13.  O. L. Kuskov: Constitution of the Terrestrial Planets and the Moon. In: Arnold S. Marfunin (Hrsg.): Mineral Matter in Space, Mantle, Ocean Floor, Biosphere, Environmental Management, and Jewelry (= Advanced Mineralogy. Bd. 3). Springer, Berlin/Heidelberg 1998, ISBN 978-3-642-62108-6, S. 39–46.
  14.  P. Lognonné, C. Johnson: Planetary Seismology. In: Tilman Spohn (Hrsg.): Planets and Moons (= Treatise on Geophysics. Bd. 10). Elsevier, Amsterdam 2007, ISBN 978-0-444-53465-1, S. 69–122.
  15. a b c Renee C. Weber, Pei-Ying Lin, Edward J. Garnero, Quentin Williams, Philippe Lognonné: Seismic Detection of the Lunar Core. In: Science. Bd. 331, 2011, S. 309–312, doi:10.1126/science.1199375 (alternativer Volltextzugriff)
  16. Gunter Faure, Theresa M. Mensing: Introduction to Planetary Science: The Geological Perspective. Springer, Dordrecht 2007, ISBN 978-1-4020-5233-0, S. 151
  17. Stuart Ross Taylor: Lunar science: A post-Apollo view. Pergamon Press, New York 1975, S. 64 (online).
  18.  Sauerborn, Markus: Pyrolyse von Metalloxiden und Silikaten unter Vakuum mit konzentrierter Solarstrahlung. Bonn 2005 (PDF).
  19. astronews.de: Astronews-Artikel: Proben vom Mond enthalten Wasser
  20. NASA: Mission-News: Cassini and Chandrayaan-1 Agree (en)
  21. NASA Mission Update - LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon (en)
  22. Manfred Holl: Wasser in Apollo-Mondgesteinsproben nachgewiesen, Sterne und Weltraum 5/2010, S. 22f; Francis M. McCubbina, et al.: Nominally hydrous magmatism on the Moon. Proceedings of the National Academy of Sciences Mai 2010 (Abgerufen am 17. Juni 2010)
  23. Wasser und Silber unter der Oberfläche des Mondes wissenschaft-online.de, 22. Oktober 2010 (abgerufen am 23. Oktober 2010)
  24. Richard A. Kerr: How Wet the Moon? Just Damp Enough to Be Interesting. Science, Vol. 330, no. 6003, S.434, 22. Oktober 2010, doi:10.1126/science.330.6003.434; A FLASH OF STEAM LPOD 23.Oktober 2010, (abgerufen am 23. Oktober 2010)
  25. Lars E. Borg, Charles K. Shearer, Yemane Asmerom, James J. Papike: Prolonged KREEP magmatism on the Moon indicated by the youngest dated lunar igneous rock. In: Nature. Bd. 432, 2004, S. 209–211, doi:10.1038/nature03070 (alternativer Volltextzugriff auf Researchgate)
  26. NASA Mission Finds Widespread Evidence of Young Lunar Volcanism. NASA, 12. Oktober 2014, abgerufen am 15. Oktober 2014.
  27. Eric Hand: Recent volcanic eruptions on the moon. Science Latest News, 12. Oktober 2014, abgerufen am 15. Oktober 2014.
  28.  S. E. Braden, J. D. Stopar, M. S. Robinson, S. J. Lawrence, C. H. van der Bogert, H. Hiesinger: Evidence for basaltic volcanism on the Moon within the past 100 million years. In: Nature Geoscience. Bd. 7, 2014, S. 787–791, doi:10.1038/ngeo2252.
  29.  Junichi Haruyama, Kazuyuki Hioki, Motomaro Shirao, Tomokatsu Morota, Harald Hiesinger, Carolyn H. van der Bogert, Hideaki Miyamoto, Akira Iwasaki, Yasuhiro Yokota, Makiko Ohtake, Tsuneo Matsunaga, Seiichi Hara, Shunsuke Nakanotani, Carle M. Pieters: Possible lunar lava tube skylight observed by SELENE cameras. In: Geophysical Research Letters. Bd. 36, 2009, L21206, doi:10.1029/2009GL040635.
  30. a b Stefan Deiters: LUNAR RECONNAISSANCE ORBITER, Spuren geologischer Aktivität auf dem Mond, in Astronews.com, Datum: 21. Februar 2012, Abgerufen: 25. Februar 2012
  31. Engel'gardt (Engelhardt) the-moon.wikispaces.com
  32. Motomaro Shirao, Charles A. Wood: The Kaguya lunar atlas - the moon in high resolution. Springer, New York 2011, ISBN 978-1-4419-7284-2, S.146
  33. br-online.de: Zweiter Vollmond im Juli, vom April 2007
  34. Verein Kuffner-Sternwarte: „Studien widerlegen behauptete Mondeinflüsse“
  35. M. Minnaert: The nature of Light & Colour in the open air. Dover Publications Inc. 1954, ISBN 978-0-486-20196-2, S. 152
  36. Jaap Mansfeld: Die Vorsokratiker II (= Reclams Universalbibliothek. Nr. 7966). Bibliographisch ergänzte Ausgabe. Philipp Reclam jun., Stuttgart 1999, ISBN 978-3-15-007966-9, S.211; S.155f.; S.176f.
  37. Manfred Holl: Teleskopische Beobachtungen – Das 17. Jahrhundert
  38. AstroLink.de: Historie der Mondkarten
  39. NASA Plans Lunar Outpost - washingtonpost.com
  40. Timo Lange: Obama lenkt NASA in neue Richtung. Raumfahrer.net, 1. Februar 2010, abgerufen am 22. Februar 2010.
  41. siehe Apollo 17 Lunar Surface Journal, Zeitstempel 170:41:00
  42. http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,718606,00.html
  43. GRAIL Impact. LROC, 19. März 2013, abgerufen am 26. Februar 2013 (englisch).
  44. Kollision von Grail und Mond. Scienceblogs, 21. März 2013, abgerufen am 26. März 2013 (deutsch).
  45. http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/311965.html
  46. China als dritte Nation auf dem Mond gelandet. Die Welt, 14. Dezember 2013, abgerufen am 14. Dezember 2013 (deutsch).
  47. Mission Set Database. NASA, 7. Februar 2012, abgerufen am 12. März 2012 (englisch).
  48. Moon lander SELENE-2. JAXA, 10. Mai 2011, abgerufen am 12. März 2012 (englisch): „The spacecraft is to be launched before the middle of 2010's.“
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  51. We should scour the moon for ancient traces of aliens, say scientists. guardian.co.uk, abgerufen am 27. Dezember 2011
  52. Could Mars and Moon Harbor Alien Artifacts? Leading Astrophysicists Says "Yes". dailygalaxy.com
  53. Paul Davies et al.: Searching for alien artifacts on the moon. Acta Astronautica, Dezember 2011, doi:10.1016/j.actaastro.2011.10.022
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