Die Entschlüsselung des Geheimnisses der Milliarden Jahre alten Proben, die von Apollo 17 geborgen wurden.

(Dan Tri Zeitung) - Eine kleine Mondprobe, die über 50 Jahre lang verborgen war, birgt ein großes Geheimnis.

Ein Schwefelkristall (Bild: mineral vision/iStock/Getty Images Plus).

Stoßwellenerkennung

Wissenschaftler entdeckten Troolith-Staubpartikel (Mineralpartikel), die 1972 von der Apollo-17-Raumsonde gesammelt wurden. Demnach könnten diese Objekte so alt wie der Mond sein oder sogar älter, ein 4,5 Milliarden Jahre altes Relikt des frühen Sonnensystems.

Der Planetenforscher James Dottin von der Brown University (USA) konnte seine Überraschung nicht verbergen: „Mein erster Gedanke war: ‚Wow, das kann doch nicht wahr sein.‘ Wir mussten alles noch einmal überprüfen, um sicherzugehen, dass es stimmte, und es stimmte. Das sind wirklich erstaunliche Ergebnisse.“

In den 1960er und frühen 1970er Jahren brachten die Apollo-Astronauten der NASA insgesamt 382 kg Mondgestein zur Erde zurück. Angesichts zukünftiger technologischer Fortschritte versiegelten Wissenschaftler jedoch einige Gesteinsproben, um sie zu konservieren und auf bessere Untersuchungsbedingungen zu warten.

Eines dieser erhaltenen Exemplare wurde von dem Planetenforscher Dottin und seinem Team untersucht. Mithilfe der Massenspektrometrie wurde die Quelle des Schwefels in der Probe bestimmt.

Schwefel ist ein entscheidendes Element für das Verständnis der geologischen Geschichte eines Objekts. Er kann sich mit Metallen wie Eisen verbinden, zwischen Kern, Mantel und Atmosphäre eines Planeten wandern und isotopische Spuren der Umgebung speichern, in der er entstanden ist.

Isotope sind Varianten eines Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl. Ihr Anteil in einem Material variiert je nach dessen Herstellung – eine Art „chemischer Barcode“, mit dem Wissenschaftler Herkunft, Entstehungsmechanismus und Alter einer Probe zurückverfolgen können.

Proben der Apollo-17-Sonde 73001/2 enthielten Fragmente von Troilit, einer Verbindung aus Eisen und Schwefel, die häufig im Weltraum vorkommt.

Dottin und sein Team wollen die Isotopenverhältnisse von Schwefel in Troolithen untersuchen, um mehr über die Geschichte des Mondes zu erfahren, wobei sie sich insbesondere auf Partikel konzentrieren, die vulkanischen Ursprungs zu sein scheinen.

Astronaut Harrison Schmitt an Bord von Apollo 17 benutzt ein Probenentnahmeinstrument auf dem Mond (Foto: NASA).

Unerwartete Ergebnisse aus Schwefel-33

Einige Teile der Probe wiesen etwas höhere Konzentrationen an Schwefel-33 auf, ein Isotopenmuster, das mit der Freisetzung vulkanischer Gase übereinstimmt, wie von Dottin und seinem Team bei der Untersuchung vulkanischer Gesteine ​​auf dem Mond vorhergesagt.

Andere Teile der Probe zeigten jedoch das Gegenteil: Der Anteil der Schwefel-33-Isotope nahm deutlich ab.

„Bisher ging man davon aus, dass der Mondmantel eine ähnliche Schwefelisotopenzusammensetzung wie die Erde aufweist“, erklärte Dottin. „Das hatte ich bei der Analyse dieser Proben erwartet, aber stattdessen fanden wir Werte, die sich stark von allen auf der Erde gefundenen unterscheiden.“

Bisher haben Wissenschaftler noch nie ein Mondgestein mit diesem Isotopenverhältnis gesehen, und es gibt nur sehr wenige Möglichkeiten, wie es entstanden sein könnte.

Dieser Grad an Schwefel-33-Verarmung deutet auf eine Wechselwirkung zwischen Schwefel und ultravioletter Strahlung in einer dünnen Atmosphäre hin und eröffnet zwei interessante Möglichkeiten. Beide legen nahe, dass Troilit ein uraltes Mineral ist.

Zwei Hypothesen über den Ursprung des antiken Schwefels.

Die erste Möglichkeit ist, dass Schwefel auf dem Mond selbst entstand, etwa zu der Zeit, als Studien einen Magmaozean auf dem jungen Mond nachwiesen. Als dieser Ozean abkühlte und kristallisierte, könnte Schwefel-33 von der Oberfläche in die frühe Mondatmosphäre verdampft sein und schwerere Isotope zurückgelassen haben.

Die zweite Hypothese ist noch faszinierender. Die gängigste Hypothese zur Entstehung des Mondes besagt, dass die frühe Erde während des Chaos im frühen Sonnensystem von einem marsgroßen Objekt namens Theia getroffen wurde.

Einige Theorien legen nahe, dass die entstandenen Fragmente in der Erdumlaufbahn verblieben und sich zum Mond vereinigten, während ein Teil von Theia im Erdinneren verschwand.

Doch Teile von Theia könnten auch auf dem Mond verblieben sein. Forscher vermuten zudem, dass der dort vorkommende Schwefel ebenfalls von Theia stammen könnte.

Es lässt sich nicht sagen, welches Szenario wahrscheinlicher ist, aber wir können die Konsequenzen dennoch betrachten. Wenn der Schwefel photochemisch verändert wurde, könnte das ein Hinweis auf einen früheren Materialaustausch von der Mondoberfläche zum Mondmantel sein, sagte Dottin.

„Auf der Erde gibt es dafür die Plattentektonik, aber auf dem Mond nicht“, erklärte Dottin. „Deshalb ist die Vorstellung eines Austauschmechanismus auf dem frühen Mond faszinierend.“

Das Vorhandensein ungewöhnlicher Schwefelvorkommen könnte auch die Hypothese widerlegen, dass der Mond aus radioaktivem Staub der Erde-Theia-Kollision entstanden ist. Wäre dies der Fall, wäre der Schwefel gleichmäßig im gesamten Mondmantel verteilt.

Der Planetenforscher James Dottin verwendet ein Sekundärionen-Massenspektrometer zur Analyse von Mondproben der Apollo 17-Mission (Bild: Brown University).

Dies ist eine vielversprechende Entdeckung, und es handelt sich lediglich um eine Probe, die seit den 1970er Jahren in einer Heliumkammer aufbewahrt wird. Um dieses Rätsel zu lösen, werden jedoch wahrscheinlich weitere Proben von außerhalb der Erde benötigt: vom Mond, vom Mars, möglicherweise sogar von Asteroiden, und wir werden beträchtliche Zeit benötigen, um sie zu sammeln.

Woher diese Partikel auch stammen mögen, sie enthalten die eigentümlichste und älteste Spur von Schwefel, die jemals auf dem Mond gefunden wurde – eine schwache Spur, die uns zurück zur Entstehung des Sonnensystems führt.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-bi-an-mau-vat-hang-ti-nam-tuoi-lay-ve-tu-tau-apollo-17-20251126224829147.htm