Wie der größte Krater des Mondes entstand

Das gut 2000 Kilometer große Südpol-Aitken-Becken zeugt von einem gewaltigen Einschlag in der Frühzeit des Mondes. Wie es entstand, haben Planetenforscher nun mithilfe einer Simulation rekonstruiert. Demnach war der Impaktor rund 260 Kilometer groß, kam aus der Region des Mars und traf den Mond in flachem Winkel aus südlicher Richtung. Die neuen Daten zeigen zudem, ob die geplante Landezone der Artemis-Mondmission mehr über den Einschlag und seine Folgen verraten könnte.

Das mehr als 2.000 Kilometer große Südpol-Aitken-Becken ist der mit Abstand größte Einschlagskrater auf dem Mond und einer der größten im Sonnensystem. Messdaten von Mondsonden zeigen, dass in dieser Region lunares Mantelmaterial an die Oberfläche gelangte. Tief unter der Einschlagssenke liegt zudem eine Massenanomalie – möglicherweise ein Relikt des einstigen Impaktors. Der urzeitliche Einschlag könnte nach Ansicht einiger Planetenforscher sogar der Grund sein, warum sich die Mondhälften geologisch und geochemisch so stark unterscheiden.

Wie entstand das Südpol-Aitken-Becken?

Doch wie der Einschlag vor gut vier Milliarden Jahren ablief, ist weitgehend ungeklärt. “Entscheidende Details fehlen, darunter die Größe des Impaktors, seine Zusammensetzung, seine Flugbahn und der Verbleib der ausgeschleuderten Ejekta“, berichten Shigeru Wakita von der Purdue University in Indiana und seine Kollegen. Lange war nicht einmal klar, aus welcher Richtung der Einschlag erfolgte – ob aus dem Norden oder Süden. Aufgrund der elliptischen Form des Südpol-Aitken-Beckens wäre beides denkbar.

Angesichts von Plänen der USA und China, schon bald Astronauten zum Mond zu schicken und dort Mondstationen zu bauen, sind solche Informationen aber wichtig – beispielsweise, um eine geologisch interessante Landestelle auszuwählen. Deshalb haben Wakita und sein Team den Mondeinschlag nun mithilfe einer hochaufgelösten 3D-Modellsimulation rekonstruiert. Sie untersuchten dafür verschiedene Impaktorgrößen, Zusammensetzungen, Einschlagswinkel und Geschwindigkeiten.

Riesenbrocken mit dichtem Kern

Es zeigte sich: Am besten zur heutigen Form und Größe des Südpol-Aitken-Beckens passt ein rund 260 Kilometer großes Objekt, das im Winkel von rund 30 Grad von Süden kam. Der Himmelskörper traf mit einer Geschwindigkeit rund 13 Kilometern pro Sekunde auf die Mondoberfläche – verglichen mit früheren Annahmen ist dies eher langsam. „Weil der Impaktor zudem im flachen Winkel auftraf, drang er nicht ganz in den Mond ein“, erklären Wakita und sein Team erklären. Dadurch entstand das große, aber eher flache Becken.

Auch über die Struktur des Himmelskörpers gibt es neue Erkenntnisse: Der riesige Brocken muss einen massiveren Kern und eine porösere, weniger dichte Hülle besessen haben. „Denn ein undifferenzierter Impaktor hätte ein kreisförmigeres Einschlagsbecken hinterlassen”, berichten die Forschenden. Auch die asymmetrische Krustendicke vor und hinter dem Südpol-Aitken-Becken spreche gegen einen undifferenzierten Brocken. „Wir nehmen an, dass der Kern des Impaktors rund die Hälfte seines Radius einnahm – das entspricht knapp 30 Prozent seiner Masse“, so das Team.

Urheber kam aus dem Umfeld des Mars

Es gibt zudem erste Hinweise darauf, woher der Brocken einst kam: Tempo und Einschlagswinkel legen nahe, dass der Impaktor einem niedrigen, der Erdbahn-ähnlichen Orbit folgte, bevor er den Mond traf. „Der wahrscheinlichste Ursprung dieses Himmelskörpers liegt eher im Bereich des Mars als im Gebiet zwischen Erde und Venus“, schreiben Wakita und seine Kollegen. Der Urheber des Südpol-Aitken-Beckens könnte demnach in seiner Zusammensetzung dem Mars und Enstatit-Chondriten ähneln – eher seltenen Meteoriten, die besonders viel Magnesium-Silikat enthalten.

„Proben aus dem Südpol-Aitken-Becken und seinem Umfeld könnten mehr darüber verraten, wie der Impaktor zusammengesetzt war und woher er kam“, schreiben die Forschenden. Solche Proben könnten künftige Mondmissionen liefern – unter anderem im Rahmen des Artemis-Programms der NASA oder des chinesischen Chang’e-Programms.

Artemis: Landestelle südlich des Beckens wäre ideal

Für die künftigen Mondmissionen haben Wakita und sein Team ganz konkrete Tipps. Denn sie haben ermittelt, wo am ehesten Material des Impaktors, aber auch ausgeworfenes lunares Mantelmaterial zu finden sein könnte. „Wir haben festgestellt, dass die Ejekta ein Schmetterlings-ähnliches Muster zeigen: Das Mantelmaterial ist rund 550 Kilometer über den südlichen Rand des Beckens hinaus verteilt und rund 650 Kilometer weit in Querrichtung“, berichten die Forschenden. Nördlich des Südpol-Aitken-Beckens finden sich hingegen kaum Ejekta.

„Wenn die Artemis-Mission der NASA wie geplant in der Südpolregion des Mondes landet, könnten die Astronauten demnach Auswurfstrümmer des Südpol-Aitken-Einschlags beproben“, schreiben Wakita und seine Kollegen. Demnach könnte es in der geplanten Landeregion eine mehr als 350 Meter dicke Schicht ausgeschleuderten Mantelmaterials geben. Wenn die Astronauten Proben davon zur Erde zurückbringen, könnte dies dabei helfen, den Einschlag genauer zu datieren und vielleicht auch die Herkunft des Urhebers näher einzugrenzen.

Quelle: Shigeru Wakita (Purdue University, Lafayette, USA) et al., Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aea1984

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar