…oh, ich möchte mehr über deine dunkle Seite erfahren!
Enthüllte Mondwelten aus der Tiefe unseres Sonnensystems
Von Hans-Jörg Müllenmeister
Monde sind Himmelskörper, die um ihren Planeten kreisen. Mehr als 170 davon befinden sich in unserem Sonnensystem. In der Frühzeit des Sonnensystems – vor etwa 4,5 Milliarden Jahren – stieß ein marsgroßer Himmelskörper mit der urzeitlichen Erde zusammen. Das war die Geburtsstunde unseres Mondes. Andere Monde im Sonnensystem sind wahrscheinlich auf ähnliche Weise entstanden, auch durch das Einfangen von Asteroiden, wie die Marsmonde Phobos und Deimos.
Die Monde unserer Planeten im Sonnensystem sind faszinierende Objekte mit vielen ungehobenen wissenschaftlichen Geheimnissen. Jeder der bis jetzt entdeckten Monde hat seine eigene einzigartige Geschichte und seinen eigenen Charakter. Bemerkenswert, dass die meisten der Monde die großen „mondsüchtigen“ Gasplaneten umkreisen. Allein der größte Gasriese Jupiter hat mit 92 bestätigten Monden die größte Anzahl von Trabanten; die vier größten heißen Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Dies waren auch die ersten Monde, die Galileo Galilei um einen fernen Planeten Jupiter bereits im Jahr 1610 entdeckte. Zu Ehren seiner Entdeckung heißen sie die Galileischen Monde. Erst in den letzen Jahren wurden die Jupiter-Monde Nummer 81 bis 92 entdeckt. Es folgen: Saturn mit über 80 bekannten Monden, Uranus mit 27, Neptun mit 14. Pluto (Zwergplanet) besitzt 5 bekannte Monde, darunter Charon, der fast die Größe von Pluto selbst hat.
Die Marsmonde
Unser möglicher Sehnsuchtsplanet ist der Mars. Seine beiden Zwillingstrabanten Phobos und Deimos sind wohl eingefangene Asteroiden. Während Deimos stabil ist, nähert sich der 20 km große Phobos jährlich dem Mars um einige Zentimeter – da ist ein Crash unausweichlich. Er umkreist den Mars gefährlich nahe; einen Wimpernschlag später – also in etwa 50 Millionen Allzeit-Jahren – wird er in den Mars stürzen.
Mondgrößen und Submonde
Es gibt Monde, die größer sind als einige Planeten, wie z.B. Ganymed mit einem Durchmesser von 5262 km, und solche, die winzig klein sind. Jeder Mond hat seine eigene geologische Zusammensetzung. Nur Merkur und Venus sind mondlos.
Astronomen fanden rechnerisch heraus, dass vier Monde in unserem Sonnensystem theoretisch in der Lage sind, als Gastgeber ihre eigenen Satelliten-Submonde zu haben: Jupiters Mond Callisto, Saturns Monde Titan und Iapetus, und sogar unser eigener Erdmond könnte Satelliten haben. Ein winziger Mond hat übrigens der Erde im Jahr 2024 eine Stippvisite bereitet. Genau genommen handelt es sich da um einen Asteroiden, der erst im Jahr 2055 wieder an der Erde vorbeifliegen soll. Grob geschätzt, hätte er dann in den 31 Jahren seiner Reise ehrfurchtgebietende 900 Milliarden Kilometer im All zurück gelegt.
Der Einfluss unseres Mondes auf die Erdachse
Der Mond ist der entscheidende Stabilisator für die Rotationsachse unserer Erde. Seine stabilisierende Wirkung ist mit einem Dämpfungsglied in der Elektrotechnik vergleichbar; das sorgt dafür, dass Schwingungen in einem System gedämpft und stabilisiert werden. Ähnlich wirkt der Mond auf die Erde: Durch seine Gravitationskraft hilft er, Schwankungen und Veränderungen in der Neigung der Erdachse zu dämpfen. Ohne den Mond würde die Erdachse viel stärker schwanken und die Erde zu einem Zappelphilipp entarten. Es käme zu drastischen Klimaveränderungen und instabileren Jahreszeiten. Allein dieses faszinierende Zusammenspiel der Kräften zeigt, wie elegant die Natur funktioniert!
Monde: Gefangene der Hill-Sphäre
Die Hill-Sphäre ist der Einflussbereich eines Planeten. Befindet sich ein Himmelskörper innerhalb dieser Sphäre, dann wird er diesen Planeten umkreisen, da er sich in dessen Anziehungsbereich befindet. Je weiter entfernt der Planet von der Sonne ist, desto schwächer ist der Einfluss der Sonne, und desto dominanter wird die Hill-Sphäre des Planeten. Mit zunehmender Masse des Planeten wächst auch seine Hill-Sphäre. Daher kann der Gasriese Jupiter so viel Monde, 92 bekannte an der Zahl, beherbergen.
Monde mit Kryovulkanismus (Eisvulkanismus)
Gewisse Energiequellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Erwärmung des Eises und der Ausbildung von Kryovulkanismus. So entstehen Gezeitenkräfte durch die gravitative Wechselwirkung zwischen einem Mond und seinem Planeten. Sie können genug Energie erzeugen, um vorhandenes Eis innerhalb des Mondes zu erwärmen und Kryovulkane zu aktivieren. Auch radioaktive Elemente im Inneren eines Mondes können als Wärmespender wirken und ebenfalls Kryovulkane aktivieren. Eine spezifische Form der Gezeitenkräfte ist die Gezeitenheizung (Tidal Heating). Dabei deformiert sich der Mond aufgrund der Gravitationskräfte seines Mutterplaneten. Auch diese kontinuierliche Deformation erzeugt Wärme im Inneren des Mondes.
Io, ein Mond des Jupiter, ist der vulkanisch aktivste Himmelskörper in unserem Sonnensystem. Seine Oberfläche ist ständig im Wandel durch gigantische Vulkanausbrüche.
Gezeitenkräfte
Auch die Gezeitenkräfte unserer Erde wirken auf unseren Mond, da sie das Mondinnere durch kontinuierliche Deformation und Reibung erwärmen. Allerdings sind diese Kräfte zu gering, und die erzeugte Wärme reicht nicht aus, um Kryovulkanismus zu verursachen. Außerdem enthält unser Mond nur sehr geringe Mengen an Wasser und andere flüchtige Stoffe, um Kryovulkanismus auszulösen. Im Gegensatz zu unserem Planeten ist der Mond nicht größtenteils mit Wasser bedeckt, weshalb seine steinige Oberfläche durch die Erdanziehungskräfte verformt wird. Je nach Position und einwirkenden Kräften ist er mal kugelförmiger, mal etwas langgezogener. Auch die starken Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht, die absolut bis zu 290°C betragen können, tragen ihren Teil zu den Verformungen und Beben bei.
Bei den Monden Europa von Jupiter oder Enceladus von Saturn sind die Gezeitenkräfte durch die Nähe zu ihren Planeten viel stärker und erzeugen genügend Wärme, um „unter-mondisches“ Wasser flüssig zu halten und es durch Kryovulkane ausstoßen zu lassen. Diese Monde sind eisige Welten, die unter ihrem Eispanzer möglicherweise Ozeane aus flüssigem Wasser beherbergen – und damit potenziell Leben. Ein weiterer geologischer Unterschied ist, dass Monde mit Kryovulkanismus in der Regel eine flüssige oder halbflüssige Schicht unter der eisigen Kruste haben, die durch die Gezeitenkräfte erhitzt wird. Unser Mond hat keine solche Schicht.
Ist Leben auf einem der Monde möglich?
Titan ist der einzige andere Himmelskörper in unserem Sonnensystem, auf dem Menschen in Zukunft möglicherweise leben könnten. Es ist theoretisch denkbar, dass er ähnlich wie die Erde „funktioniert“, und der einzige Körper, auf dessen Oberfläche oder in deren Nähe sich Flüssigkeit befindet. Zudem hat Titan eine dichtere Atmosphäre als die der Erde, die uns vor Strahlung schützen würde.
Die Oberflächentemperaturen auf Titan liegen bei etwa -179°C, was viel zu kalt für flüssiges Wasser ist. Leben, wie wir es kennen, benötigt flüssiges Wasser, um zu existieren. Obwohl Titan organische Verbindungen enthält, ist unklar, ob diese Verbindungen in einer Weise miteinander interagieren, die Leben ermöglicht.
Realistisch betrachtet: Ein Leben dort ist ausgeschlossen
Auf den meisten Himmelskörpern im Sonnensystem herrschen extreme Temperaturen, die weit von den Bedingungen entfernt sind, die für menschliches Leben geeignet sind. Keiner der Monde oder Planeten im Sonnensystem hat eine Atmosphäre, die ausreichend Sauerstoff für den Menschen bietet. Und außerhalb der schützenden Magnetosphäre der Erde sind die Strahlungsniveaus in vielen Teilen des Sonnensystems viel höher und wären schädlich für das menschliche Leben. Zudem haben Monde eine andere Gravitation als die Erde, was langfristig gesundheitliche Probleme für Menschen verursachen würde. Wasser, Nahrung und andere lebenswichtige Ressourcen sind auf anderen Himmelskörpern schwer verfügbar oder fehlen ganz.
Mond-Atmosphären
Monde mit ihren Atmosphären bieten faszinierende Einblicke in die geologischen und chemischen Prozesse, die auf ihnen wirken. Einige Monde haben dünne Atmosphären, die aus verschiedenen Gasen bestehen können.
Titan, ein Begleiter von Saturn, ist bekannt für seine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre, die dicker als die der Erde ist. Es gibt auch Spuren von Methan und anderen organischen Verbindungen in Titans Atmosphäre, was ihn zu einem der faszinierendsten Monde macht.
Triton, der größte Mond des Neptun, zeigt ebenfalls Anzeichen von Kryovulkanismus. Triton hat eine dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht, mit Spuren von Methan. Der Trabant ist mit -240°C der kälteste Mond des Sonnensystems.
Europa, der Eismond Jupiters, ist etwa so groß wie unser Erdmond und hat eine sehr ebene Oberfläche. Seine rötliche Färbung ist die Folge von abgelagerten Mineralien. Unter der mehrere Kilometer mächtigen Wassereishülle vermuteten die Wissenschaftler einen etwa 100 km tiefen Ozean aus flüssigem Wasser. Die intensive Strahlung von Jupiter, insbesondere die hochenergetischen Teilchen in Jupiters Magnetosphäre, trifft auf die Eiskruste Europas und spaltet die Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff auf. Während der leichtere Wasserstoff in den Weltraum entweicht, bleibt der Sauerstoff zurück und bildet eine dünne Atmosphäre. Einige der freigesetzten Sauerstoffatome können sich zu Sauerstoff-Molekülen verbinden. Diese Prozesse erzeugen nur eine sehr dünne Atmosphäre; sie ist aber zu dünn, um Leben wie auf der Erde zu unterstützen.
Io, ein Trabant von Jupiter, ist der vulkanisch aktivste Mond im Sonnensystem, er hat eine dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Schwefeldioxid besteht. Diese Atmosphäre wird durch die vulkanische Aktivität ständig erneuert.
Callisto, auch ein Mond Jupiters, besitzt eine felsige, eisige Oberfläche. Diese ist die mit den meisten Kratern übersäte in unserem Sonnensystem. Callisto hat keine vulkanische oder tektonische Aktivitäten, aber eine Exosphäre aus Sauerstoff und Wasserstoff.
Charon, ist wie sein Mutter-Planet Pluto, eine Eiswüste. Da speien Geysire Fontänen aus einem Wasser-Ammoniak-Gemisch, das sofort gefriert und die Oberfläche mit Eiskristallen überzieht.
Ganymed, auch ein Begleiter Jupiters, besitzt eine sehr dünne Sauerstoffatmosphäre. Seine Atmosphäre ist zu dünn, um Leben zu unterstützen, aber sie gibt Aufschluss über die Prozesse, die auf der Oberfläche von Ganymed stattfinden.
Ceres ist kein Mond, aber er sei vollständigkeitshalber erwähnt, denn er ist mit 940 Kilometern Durchmesser der größte Zwergplanet im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Die Raumsonde Dawn hat komplexe organische Moleküle auf der Oberfläche des Zwergplaneten aufgespürt, zudem große Natriumcarbonat-Ablagerung. Ceres könnte in seinem Inneren noch genügend Wärme aus seiner Entstehungszeit gespeichert haben und unter der Oberfläche einen Ozean aus flüssigem Wasser besitzen. Das eröffnet die Möglichkeit, dass auf Ceres selbst einfache Lebensformen entstanden sein könnten. Ceres ist geologisch aktiv und besitzt möglicherweise Kryovulkane.
Was verhindert eine Atmosphären-Bildung auf den Monden
Viele Monde haben eine geringere Schwerkraft als die Planeten. Das macht es schwieriger, Gase anzuziehen und zu halten. Flüchtige Gase können leicht in den Weltraum entweichen.
Einige Monde verfügen über zu wenig flüchtige Stoffe wie Wasser, Stickstoff oder Kohlendioxid in ihrem Inneren, um damit eine nennenswerte Atmosphäre zu bilden. Ohne diese Stoffe kann aber keine Atmosphäre entstehen.
Monde, die starken Strahlungsfeldern ausgesetzt sind, wie die des Jupiters, können keine Atmosphäre halten. Diese Strahlung kann Moleküle in der Atmosphäre spalten und dafür sorgen, dass die Bestandteile in den Weltraum entweichen. Auch ein Mangel an geologischer Aktivität kann ebenfalls verhindern, dass eine Atmosphäre entsteht. Geologische Prozesse wie Vulkane oder Geysire können Gase freisetzen und zur Atmosphäre beitragen. Ohne solche Prozesse bleibt die Atmosphäre dünn oder gar nicht existent.
Ein starkes Magnetfeld kann helfen, eine Atmosphäre zu schützen, indem es geladene Teilchen des Sonnenwinds ablenkt. Viele Monde haben jedoch kein starkes Magnetfeld; das macht es schwierig, eine Atmosphäre zu halten.
All diese Faktoren können zur fehlenden oder dünnen Atmosphäre auf vielen Monden im Sonnensystem beitragen. So hat ein Mond von Saturn eine sehr dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserdampf besteht. Diese Atmosphäre entsteht durch Geysire, die Wasser und andere Stoffe aus dem Inneren des Mondes in den Weltraum schleudern.
Zukünftige Pläne zur Besiedelung unseres Mondes
Eine Mondkolonie könnte als Basis für tiefere Weltraumforschung und Marsmissionen dienen. Da der Mond fast aus dem gleichen „Holz“ geschnitzt ist wie unsere Ur-Erde, gäbe es dort auch entsprechende Energie-Ressourcen. Unser Erdtrabant enthält sogar mehr an Isotop Helium-3. Diese Konzentration ist auf dem Mond 100 mal höher als die in der Erdkruste. Helium-3 gilt als Brennstoff der Zukunft in Fusionskraftwerken. Utopisch wäre es, wenn die Mondkolonisation schließlich eine Plattform für internationale Zusammenarbeit und Frieden böte.
Der Autor meint: Es ist eine irre, kopfstehende, ja kopflose Zeit:
„Es irrt der Mensch, solang er strebt“ – dieses Goethe-Zitat aus Faust „Prolog im Himmel“, trifft den Sachverhalt perfekt.
Wie verrückt ist doch die ach so fortschrittliche Menschheit! Wir leben nicht im „Jetzt“, sondern streben das „Demnächst“ an. Ist das nicht faszinierend komisch? Die wenigsten Menschen leben in der Gegenwart; sie bereiten sich darauf vor, demnächst zu leben – fernab auf einem anderen Himmelskörper, vielleicht auf einem Mond, womöglich angetrieben von manischen Wirrköpfen. Es scheint, als würden wir begierig eher nach neuen Konflikten suchen, anstatt erst die alten, erdverbundenen, friedlich mit Verstand zu lösen – etwa einen Krieg zu beenden durch eine erlösende, friedensstiftende Volksabstimmung, wie es Peter Haisenko so trefflich anmahnt.
Steht denn alles Kopf? Bedenkt, ein Baum wächst auch nicht gegen die Natur, also von der Spitze zu seinen Wurzeln im Erdreich. Und ein Vogel baut sich erst sein Nest, ehe er Eier legt.