Jedes Jahr entfernt sich der Mond um 38 mm (1,5 Zoll) weiter von der Erde — etwa mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der menschliche Fingernägel wachsen. Es klingt zu langsam, um wichtig zu sein, aber multipliziert über geologische Zeit hat es beide Welten umgestaltet und Erds Tag Stunde für Stunde verlängert, während sich der Mond selbst langsam aus der Reichweite entfernt.
Es ist aber auch ein Ort der Extreme, wenn man über die bekannte Ansicht von der Erde hinausschaut: ein permanent schattierter Krater, der kälter als Plutos Oberfläche ist, ein Magnetfeld, das fast verschwunden ist, und Lavaströme, die viel jünger ausbricht als Monds tote, mit Kratern bedeckte Oberfläche vermuten würde.
Der Mond ist auch die am besten dokumentierte andere Welt, die wir haben. Proben, die von drei verschiedenen Raumfahrtprogrammen zurückgebracht wurden, plus Orbiter, die heute noch fliegen, ändern ständig das Bild, wie er sich gebildet hat und was er immer noch still unter dieser grauen Oberfläche tut.
Der lange Abschied
Diese 38-mm-pro-Jahr-Drift ist ein Symptom der Gezeitenreibung zwischen Erde und Mond, und die Auswirkung geht beide Wege. Der Zug des Mondes verlangsamt Erds Rotation allmählich: Nach aktuellen Schätzungen hat dieser Gezeitenbrems, zusammen mit der Sonne, dazu beigetragen, Erds Tag von etwa 6 Stunden auf die heutigen 24 Stunden über etwa 4,5 Milliarden Jahre zu verlängern.
Die Verlangsamung war nicht gleichmäßig, aber der Trend ist klar. Vor 3,2 Milliarden Jahren, während des Archäikums, war Erds Sonnentag nur etwa 13 Stunden lang — gerade über der Hälfte von heute. Jede dieser zusätzlichen Stunden kam aus der gleichen Quelle: der Mond, der stille Erds Rotation stiehlt und sie in Umlaufbahn umwandelt.
In einer seitlichen Kollision geboren, von drei Raumfahrtprogrammen erforscht
Die Geschichte des Mondes beginnt wahrscheinlich mit einer Kollision, die im Nachhinein nur sanft aussieht. In der Giant-Impact-Hypothese kollidierte ein marsähnlicher Protoplanet namens Theia — einer von einer Bevölkerung ähnlicher Körper, von denen angenommen wird, dass sie vor 4,5 Milliarden Jahren im Sonnensystem existierten — unter einem flachen Winkel von etwa 45 Grad mit der jungen Erde. Simulationen deuten darauf hin, dass der Impaktor von unter 4 km/s beschleunigt, während er noch weit entfernt ist, auf mehr als 9,3 km/s (5,8 mi/s) zum Zeitpunkt der Kollision, wobei genug Trümmer in die Umlaufbahn geschleudert wurden, um den Mond zu bilden.
Jahrtausende später gingen Menschen, um Stücke dieser Kollision unter einem Namen mit seiner eigenen Entstehungsgeschichte zu hole. Der NASA-Manager Abe Silverstein nannte das Apollo-Programm eines Abends in der frühen 1960er Jahren nach dem griechischen Gott, und begründete dies damit, dass „Apollo, der sein Wagen über die Sonne reitet, für das große Ausmaß des vorgeschlagenen Programms angemessen ist."
Drei Raumfahrtprogramme brachten schließlich Stücke des Mondes nach Hause, in sehr unterschiedlichen Maßstäben. Bemannten Apollo-Landungen brachten zwischen 1969 und 1972 382 kg (842 lbs) Mondgestein und -boden zurück; drei robotische sowjetische Luna-Missionen brachten bescheidene 301 Gramm (10,6 Unzen) zurück; und 2020 brachte Chinas robotische Chang'e 5 1.731 g (61,1 oz) zurück — mehr als fünfmal die gesamte sowjetische Beute in einer einzigen Mission.
Der kälteste Ort, den die Menschheit je gemessen hat
Nicht jede Extreme auf dem Mond kommt von Einschlägen oder Gezeiten. In einem permanent schattiertem Krater in der Nähe des Nordpols namens Hermite maß der Lunar Reconnaissance Orbiter eine Temperatur von nur 26 K (−247 °C) in der Nähe der Wintersonnenwende. Das ist die kälteste jemals im Sonnensystem von einem Raumschiff gemessene Temperatur — sogar kälter als die Oberfläche von Pluto.
Eine Landschaft von rekordverdächtigen Extremen
Der Rückweg des Mondes verbirgt die dramatischste Narbe. Das Südpol-Aitken-Becken misst etwa 2.240 km (1.390 Meilen) über und macht es zum größten Krater auf dem Mond und dem zweitgrößten bestätigten Einschlagkrater überall im Sonnensystem. Der Boden liegt 13 km (8,1 Meilen) unter dem Rand und erreicht eine Tiefe von −9.178 km — der tiefste Punkt auf der Mondoberfläche.
Der höchste Punkt des Mondes sitzt nicht weit entfernt. Der sogenannte Selenean-Gipfel erhebt sich 10.629 km (6.605 Meilen) über der durchschnittlichen Oberfläche, und Forscher denken, dass der gleiche schiefe Einschlag, der das Südpol-Aitken-Becken ausgebaggert hat, die Kruste hier verdickt und sie nach oben gedrückt haben könnte.
Der Mond ist nicht nur von seiner Vergangenheit zerstört — er ändert seine Form immer noch still. Netzwerke von Fehlerscharpen-Klippen auf der Oberfläche deuten darauf hin, dass sich der Mond nur in der letzten Milliarde Jahre um etwa 90 Meter (300 Fuß) verkleinert hat, während sein Inneres langsam abkühlt.
Zwei Gesichter, zwei verschiedene Haut
Steh auf der Erde und schau nach oben, und fast alles Dunkle, das du siehst, ist asymmetrisch. Fast alle der Mondlavaebenen oder Maria sitzen auf der nahen Seite: Sie bedecken 31 % der Oberfläche der nahen Seite, im Vergleich zu nur 2 % der verborgenen fernen Seite.
Ein Teil der Erklärung liegt unter der Erde begraben. NASA-Messungen setzen die Mondkruste auf etwa 25 Meilen (40 km) dick auf der Nahseite, aber bis zu etwa 37 Meilen (60 km) dick auf der fernen Seite — ein dickerer Deckel, der es für Magma schwieriger gemacht hätte, durchzubrechen und die Oberfläche mit Lava zu überfluten.
Sogar auf der nahen Seite bricht das Muster an einer Stelle ab. Die meisten Mare-Lavaströme flossen in tiefe liegende Einschlagbecken, aber der größte einzelne Basaltausdehnung des Mondes, Oceanus Procellarum, entspricht überhaupt keinem offensichtlichen Einschlagbecken — eine Erinnerung daran, dass Lava nicht nur der Karte alter Einschläge folgt.
Das unruhige, stille Innere des Mondes
Der Mond war nicht immer magnetisch tot. In seiner frühesten Ära, zwischen etwa 4,5 Milliarden und 3,56 Milliarden Jahren, erreichte sein Magnetfeld Intensitäten von etwa 100 Mikrotesla (1 Gauss) — nahe an der Stärke von Erds Magnetfeld heute.
Dieses Feld ist fast ganz verschwunden. Heute misst das externe Magnetfeld des Mondes weniger als 0,2 Nanotesla, oder weniger als einhunderttausendstel von Erds — eine Welt, die einst ein Feld wie unseres erzeugte, jetzt kaum nachweisbar.
Der Mond ist nicht ganz still. Mondbeben sind weit weniger häufig und schwächer als Erdbeben, aber sie können bis zu eine Stunde dauern — viel länger als jedes Erdbeben auf der Erde — weil die seismischen Vibrationen durch die trockene, fragmentierte obere Kruste des Mondes verstreut werden, anstatt schnell abzunehmen.
Lava, die viel später als erwartet eruptiert
Die Lava selbst ist chemisch ungewöhnlich. Titaniumdioxid kann bis zu 15 % des Gewichts von Mare-Basalt ausmachen, im Vergleich zu weniger als 4 % in den meisten auf der Erde gefundenen Basalten — ein Unterschied, der auf eine sehr andere chemische Geschichte in den beiden Welten hindeutet.
Diese Lava floss auch länger als der uralte, kraterpockenbedeckte Mond vermuten würde. Eine aktualisierte Analyse von Proben, die von Chinas Chang'e-5-Mission gesammelt wurden, zeigt, dass einige Mondbasalte nur 2,03 Milliarden Jahre alt sein könnten — Beweis, dass die vulkanische Aktivität auf dem Mond viel länger dauerte, als seine stark mit Kratern bedeckte Oberfläche vermuten würde.
Wasser am letzten Ort, an dem jemand es erwartet
Jahrzehnte lang war „trocken wie der Mond" eine angemessene Beschreibung. Dann bestätigte im Oktober 2020 NASAs Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) zum ersten Mal das Vorhandensein von Wasser auf der sonnenbeschienenen Oberfläche des Mondes — nicht versteckt in einem permanent schattiertem Polarkrater, sondern in Territorium, das von direktem Sonnenlicht bombardiert wird.
Die Entdeckung ist mehr als Trivialität wichtig. Wasser, das außerhalb der tiefgefrorenen Pole erreichbar ist, würde es im Prinzip far einfacher für zukünftige Missionen sein, es zu lokalisieren und zu nutzen, als Eis, das in permanenter Dunkelheit begraben ist.