Es gibt einige Theorien über die Entstehung des Mondes. Die gängigste ist die Kollisionstheorie mit dem Protoplaneten Theia und der jungen Erde. Was es damit auf sich hat.

Berlin/Münster/Los Angeles – Er ist im Mittel 384.400 Kilometer von der Erde entfernt. Sein Durchmesser beträgt fast 3.475 Kilometer und er besteht aus Gestein, Staub und ist grau: unser Mond. Doch wie ist er überhaupt entstanden? Es gibt verschiedene Theorien wie die Geschwistertheorie, die besagt, dass der Mond fast gleichzeitig mit der Erde in ihrer Nähe entstanden ist.

Die Abspaltungstheorie wiederum besagt, dass ein heißer Tropfen sich von der heißen, schnell rotierenden und zähflüssigen Urerde abgespaltet hat und später zu unserem Mond wurde. Bei der Einfangtheorie sei der Mond abseits der Erde entstanden und wurde später von der Anziehungskraft der Erde eingefangen.

Wie ist der Mond entstanden? Kollisionstheorie setzt auf Zusammenstoß vom Protoplaneten Theia und der noch jungen Erde

Die Gesteinsanalysen des mitgebrachten Mondgesteins der Apollo-Missionen in den 1960er- und 1970er-Jahren stellen diese Theorien aber in den Schatten. Die bisher gängigste Theorie ist die Kollisionstheorie. Denn die Gesteinszusammensetzung von Mond und Erde ähneln sich für die Einfang- und Geschwistertheorie zu sehr, um wahr zu sein. 

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Forscher wissen heute, dass die Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren entstanden ist. Zu diesem Zeitpunkt sind beispielsweise auch Mars und Jupiter entstanden. Der Mond soll aber erst vor etwa 4,4 bis 4,5 Milliarden Jahren entstanden sein und ist somit wesentlich jünger als unsere Erde.

Wie alt ist der Mond? Die Urerde und die Geburtsstunde unseres Mondes

Wie der Mond genau entstanden ist, wissen Wissenschaftler bis heute nicht genau. Auch der genaue Zeitpunkt gibt ein Rätsel auf. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) haben 2020 durch eine neue Modellierung das Alter des Mondes auf 4,425 Milliarden Jahren bestimmen können. 

Die junge Erde sei vor 4,567 Milliarden Jahren, also 140 Millionen Jahre nach der Entstehung unseres Sonnensystems, entstanden. Dabei sammelte sie immer mehr umliegende Materie auf, die aus Gas und Staub bestand und die Sonne umkreist hatte. Die Urerde wurde dadurch immer größer und ihr Inneres ständig heißer. Dadurch schmolz auch der Gesteinsmantel und bildete schließlich einen riesigen Magma-Ozean. 

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Die Geburtsstunde unseres Mondes soll eine Kollision vor 4,425 Milliarden Jahren mit dem Mars-großen Protoplaneten Theia vorausgegangen sein – wobei bei dem genauen Zeitpunkt der Kollision immer noch eine Unsicherheit von 25 Millionen Jahren liegt. Die Urerde und ihre Entwicklung war vor rund 4,4 Milliarden Jahren gerade erst abgeschlossen. Innerhalb der letzten etwa Zehnmillion Jahren sanken die schweren, metallischen Bestandteile der Erde ins Innere und bildeten einen Kern aus Nickel und Eisen. Dieser wurde von einem Mantel aus Gesteinen umhüllt. Doch dann kam es zu der Kollision mit Theia. 

Protoplaneten wie Theia dürfte es im frühen Sonnensystem viele gegeben haben. Einige wurden aus unserem Sonnensystem herausgeschleudert, andere bei Kollisionen zerstört. Doch Theia traf die Erde heftig und schleuderte so viel Material des Erdmantels heraus, dass sich daraus unser heutiger Mond formte. Bei diesem heftigen Aufprall bildete sich ein Magmaozean aus glühend heißem, geschmolzenen Gestein von mehreren Tausend Kilometern Tiefe, erklären die Wissenschaftler. 

Die Entstehung des Mondes: Wissenschaftler simulieren Zusammenprall von Protoplanet Theia und der Erde

Bei der Kollision verdampfte zudem eine große Menge an Gestein aus dem früherem Erdmandel. Dieses Gestein wurde ebenfalls herausgeschleuderte und sammelte sich als ein Ring aus Staub um die Erde. „Daraus entstand in kurzer Zeit in vermutlich nur wenigen Tausend Jahren der Mond“, erklärt die Co-Autorin Doris Breuer vom DLR. Von Theia selbst gibt es heute keine Spur mehr. 

Wissenschaftler der Durham University in Großbritannien und der NASA haben den Zusammenprall von Theia und unserer Erde 2022 simuliert. Sie wollten herausfinden, warum sich Erde und Mond so ähnlich sind. Die äußeren Schichten des Mondes entstanden überwiegend aus Material, das bei der Kollision aus der Erde herausgeschlagen wurde. Zudem sei der Mond in kürzester Zeit entstanden. Im simulierten Entstehungsszenario trifft der Protoplanet Theia im 45-Grad-Winkel auf die Urerde. Die größeren herausgeschleuderten Gesteinsbrocken vielen wieder auf die Erde und verschmolzen mit ihnen. Die Kleineren stabilisierten sich in der Umlaufbahn. Bereits nach fünf Stunden soll der Mond 70 Prozent seiner heutigen Masse innegehabt haben.

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Wie auf der Erde wurde auch der Mond von einem dicken Magma-Ozean bedeckt, der womöglich 1.000 Kilometer tief war. An der Oberfläche bildete sich schnell eine aufschwemmende Mondkruste aus leichten Kristallen. Doch unter dieser Kruste blieb der Mond weiterhin flüssig. Die Forscher vom DLR und der WWU gehen durch ihre Modellberechnungen davon aus, dass die Kristallisation des Magma-Ozeans fast 200 Millionen Jahre andauerte. „Ältere Modelle gingen von einer Kristallisationsdauer von nur 35 Millionen Jahre aus“, erklärt Nicola Tosi vom DLR.

Metallhaltiger Mond: Doch alles anders?

Es gibt aber auch andere Thesen. Forscher der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA haben die Daten des Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) analysiert und herausgefunden, dass der Mond viel metallhaltiger sei, als bisher angenommen wurde. Der Staub am Boden von Mondkratern kann jedoch nicht von der Erdkruste stammen, die bei einem Zusammenstoß mit Theia herausgerissen wurde. Denn auf unserem Heimatplaneten befinden sich solche Metalle erst in den tieferen Erdschichten. 

„Es ist möglich, dass die Diskrepanz zwischen der Eisenmenge auf der Erdkruste und dem Mond noch größer sein könnte, als von Wissenschaftlern angenommen, was das derzeitige Verständnis der Entstehung des Mondes infrage stellt“, heißt es von den Forschern der University of Southern California. Besonders in den tieferen Kratern auf dem Mond lässt sich eine höhere Eisenoxid-Konzentration zeigen. 

Damit stellen die Forscher die bisherige Theorie zur Mondentstehung infrage. Entweder sei die Kollision mit Theia für unsere frühe Erde noch verheerender gewesen und der Protoplanet hätte nicht nur an der Erdkruste gekratzt. Oder die Kollision der beiden jungen Himmelskörper sei noch früher als bisher angenommen erfolgt. Und zwar zu einem Zeitpunkt, als die Erde noch von einem Magma-Ozean bedeckt war. Es sei aber auch möglich, dass der Abkühlungsprozess der geschmolzenen Mondoberfläche viel komplizierter abgelaufen sei – das viele Metall auf der Mondoberfläche würde zumindest darauf hinweisen.

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