Überraschende Entdeckung

Warum die eine Hälfte des Mondes wärmer und weicher ist als die andere

Von der Erde aus sieht der Mond immer gleich aus. Doch die „Dark Side of the Moon“ hat eine ganz andere Gestalt. Wie kommt das zustande? Die Ursache liegt im Inneren des Erdtrabanten.

Von Markus Brauer/dpa

Der Mond zeigt der Erde immer das gleiche Gesicht. Das Erstaunliche dabei: Die permanent der Erde zugewandte Seite sieht völlig anders aus als die erdabgewandte Seite. Warum das so ist, hat jetzt ein Forscherteam aus den USA herausgefunden.

Mithilfe von Archivdaten der Nasa-Mondmission „Grail“ („Gravity Recovery and Interior Laboratory“) sind die Wissenschaftler auf deutliche Temperaturunterschiede im Inneren des Erdtrabanten gestoßen. Wie die Astronomen im Fachblatt „Nature“ berichten, ist der zähflüssige Gesteinsmantel des Mondes auf der Vorderseite teilweise um 100 bis 200 Grad wärmer als auf der Rückseite.

【注目のハイライト】惑星科学：#月 内部の非対称性を示す証拠https://t.co/h04lRX3IKJ Ryan Parkらの@Nature#OA#論文 Thermal asymmetry in the Moon’s mantle inferred from monthly tidal responsehttps://t.co/3kgaM2iadA#オープンアクセス@NASAJPL@Caltech@uarizona@ucsc@tudelft@NASAhttps://t.co/tqATahzsMB — Nature Japan (@NatureJapan) May 16, 2025

Warum unterscheiden sich die Mond-Hemisphären?

Die eklatanten Unterschiede der beiden Mond-Hemisphären gehören zu den großen Rätseln der lunaren Geologie. Die abgewandte Mondseite hat eine dicke, sehr alte Kruste und wird von Hochebenen beherrscht. Die der Erde zugewandte Seite dagegen ist durch große Mare aus dunkler, erstarrter Lava und eine eher dünne Kruste gekennzeichnet.

„Verschiedenste Hypothesen versuchen, diese lunare Asymmetrie zu erklären, aber die Ursache bleibt strittig“, erklärt Ryan Park vom Jet Propulsion Laboratory der US-Raumfahrtbehörde Nasa in La Cañada Flintridge (US-Bundesstaat Kalifornien). So meinen einige Planetenforscher, dass die Gezeitenkräfte der Erde die Krustenunterschiede bewirkt hätten. Andere sehen hingegen den katastrophalen Einschlag, der vor 4,3 Milliarden Jahren das Südpol-Aitken-Becken am Mondsüdpol schuf, als mögliche Ursache an.

Lunares Schwerefeld gibt Hinweise

Um mehr über die rätselhafte Asymmetrie der Mondseiten herauszufinden, untersuchten die Astronomen die Reaktion des Mondes auf die Anziehungskraft der Erde. Unser Planet erzeugt Gezeitenkräfte, die den gesamten Erdtrabanten im Verlauf seiner Erdumkreisungen leicht verformen.

Zunutze kamen den Forschern die Daten der „Grail“-Mission der Nasa. „Grail“ besteht aus zwei Raumsonden, die den Mond ein Jahr umkreisten und dabei sein Schwerefeld vermessen hatten. Da die Schwerkraft ein fundamentales Charakteristikum eines Himmelkörpers ist, kann aus ihr auch auf das Innere des Mondes geschlossen werden. Park erklärt: „Wenn wir die Bewegung der Raumsonden präzise verfolgen, können wir ein globales Bild davon gewinnen, was sich im Inneren verbirgt.“

Asymmetrische Verformung überrascht Forscher

Die Wissenschaftler stellten fest, dass sich der Mond auf der zugewandten Seite stärker verformt. „Als wir diese Daten sahen, waren wir vom Resultat so überrascht, dass wir es nicht glauben wollten. Daher haben wir die Berechnungen viele Male wiederholt, um das Ganze zu verifizieren“, erläutert Park.

Am Ende war klar, dass der Mond asymmetrisch auf die Gezeitenkräfte der Erde reagiert. Die Experten vermuten, dass es zwischen der uns zugewandten und abgewandten Seite einen grundlegenden  Unterschied in der inneren Struktur geben müsse. Der Ursprung dieser Asymmetrie liegt demzufolge im lunaren Mantel in mehr als 600 Kilometer Tiefe.

Mondhälften sind unterschiedlich warm

Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung allein können die Abweichungen im Verhalten des lunaren Mantelgesteins nicht erklären. „Im Gegensatz dazu könnte ein Temperaturunterschied von rund 100 bis 200 Grad zwischen den Mondhemisphären die beobachteten Diskrepanzen bewirken“, schreiben die Forscher in ihrer Studie.

Demnach ist der Mantel der uns zugewandten Mondhälfte deutlich wärmer als auf der abgewandten Seite. „In 800 bis 1250 Kilometern Tiefe könnte sogar noch heute heißes Magma produziert werden“, heißt es weiter. Dieser Prozess macht den Mondmantel dort weicher und führt zu einer größeren Flexibilität gegenüber den Scherkräften der irdischen Gezeitenwirkung.

Welchen Einfluss Mond-Vulkane spielen

Wenige hundert Millionen Jahre nach seiner Entstehung dürfte der Mond Schauplatz so ungeheurer vulkanischer Aktivität gewesen sein, dass seine gesamte Kruste mehrfach aufschmolz und sich komplett umwälzte. Statt auf seiner heutigen Bahn kreiste der Erdtrabant damals in größerer Nähe um die Erde. Die dabei entstehenden Gezeitenkräfte heizten sein Inneres auf und lieferten so den Antrieb für den heftigen Vulkanismus.

Der Vulkanismus führte in der lunaren Frühzeit dazu, dass die Mondkruste und Teile des Mondmantels auf der uns zugewandten Mondhälfte aufschmolz. Was wiederum es schweren radioaktiven Elementen ermöglichte, bis in den Mondmantel abzusinken. Ihr radioaktiver Zerfall trägt seitdem dazu bei, das Mondinnere asymmetrisch aufzuheizen.