„Entstehung des Mondes“ – Versionsunterschied

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=== Kollisionstheorie ===
[[Datei:Big Splash Theia.gif|mini|Illustration der Entstehung des Mondes (graublau) durch eine Kollision zwischen der Erde (blau) und [[Theia (Protoplanet)|Theia]] (schwarz). Nach Entstehung als [[Lagrange-Punkte|L<sub>4</sub>L4]]-[[Trojaner (Astronomie)|Trojaner]] und einer Bahnstörung gelangt Theia auf einem [[Hufeisenorbit]] um die Sonne (gelb) zur Erde.]]
 
Die Kollisionstheorie wurde von [[William K. Hartmann]] und Donald R. Davis 1975 entwickelt.<ref>William K. Hartmann, Donald R. Davis: ''Satellite-sized planetesimals and lunar origin.'' In: ''Icarus.'' Band 24, Nummer 4, 1975, S. 504–515, {{DOI|10.1016/0019-1035(75)90070-6}}.</ref> Nach dieser Theorie kollidierte in der Frühphase der [[Sonnensystem#Entstehung der Planeten|Planetenentwicklung]] ein etwa marsgroßer [[Protoplanet]], der nach der Mutter der [[Griechische Mythologie|griechischen]] Mondgöttin [[Selene]] bisweilen ''[[Theia (Protoplanet)|Theia]]'' genannt wird, mit der Proto-Erde (''Gaia,'' nach der griechischen Göttin [[Gaia (Mythologie)|Gaia]]), die damals bereits etwa 90 % ihrer heutigen Masse hatte. Die Kollision erfolgte nicht frontal, sondern streifend, sodass große Materiemengen, bestehend aus Teilen des Mantels des [[Impakt]]körpers und des Erdmantels, in den Erdorbit geschleudert wurden, während sich die Eisenkerne vereinigten. Im Orbit bildete sich praktisch ''sofort'' (d.&nbsp;h. in weniger als 100&nbsp;Jahren) der Proto-Mond, der rasch alle restlichen Trümmer einsammelte und sich nach knapp 10.000&nbsp;Jahren zum Mond mit annähernd heutiger Masse verdichtet haben muss. Er umkreiste die damals –&nbsp;auch durch die Kollision&nbsp;– schnell rotierende Erde in einem Abstand von nur rund 60.000&nbsp;km (siehe [[Roche-Grenze]] und [[Doppelplanet]]), was zu extremen [[Gezeiten]]kräften geführt haben muss. Die starke [[Gezeitenreibung]] führte zu einer zunächst sehr schnellen Abbremsung der Erdrotation mit Übertragung des Drehimpulses auf den Mond, dessen Bahnradius sich dadurch rasch vergrößerte. Diese Wechselwirkung mit Abbremsung der Erdrotation und Zunahme des Bahnradius des Mondes dauert, stark abgeschwächt, bis heute an. Auch die [[Gebundene Rotation|synchronisierte Eigendrehung]] des Mondes, die dazu führt, dass von der Erde aus stets nur eine Seite des Monds zu sehen ist, geht auf Gezeitenreibung zurück.
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Der erste Vorschlag, den Ursprung des Mondes in einer kosmischen Katastrophe zu sehen, fand sich 1946 in einer Veröffentlichung [[Reginald Aldworth Daly]]s in den ''Proceedings of the American Philosophical Society;''<ref>Reginald Aldworth Daly: ''Origin of the Moon and Its Topography.'' In: ''Proceedings of the American Philosophical Society.'' Band 90, Nummer 2, 1946, S. 104–119, [http://www.jstor.org/stable/3301051 JSTOR.]</ref> sie blieb, unter anderem auch aufgrund der kurz danach verbreiteten Theorien [[Immanuel Velikovsky]]s, unbeachtet.
 
In den 1960er Jahren entwickelte der [[Sowjetunion|russische]] [[Astrophysik]]er [[Wiktor Sergejewitsch Safronow|Wiktor Safronow]] die Theorie, dass die Planeten durch die Zusammenballung einer großen Anzahl kleinerer [[Planetesimal]]e entstanden sind.<ref>Victor S. Safronov: ''Sizes of the largest bodies falling onto the planets during their formation.'' In: ''[[Soviet Astronomy]]'', Band 9, 1966, S. 987–991, [http://adsabs.harvard.edu/full/1966SvA.....9..987S (online).]</ref> Hartmann und Davis griffen diese Hypothese auf und konnten Safronovs rein analytische Arbeiten durch Computersimulationen verbessern. Sie untersuchten die Größenverteilung der entstehenden „Zusammenballungen“ und erhielten dabei eine vergleichbare Größenverteilung wie im heutigen [[Asteroidengürtel]]: Neben einem großen Körper (vergleichbar [[(1) Ceres|Ceres]] mit etwa 1000&nbsp;km Durchmesser) bildeten sich mehrere Körper mit etwa 1/10 seiner Masse (vergleichbar [[(2) Pallas|Pallas]], [[(4) Vesta|Vesta]] und [[(10) Hygiea|Hygeia]] mit 400 bis 600&nbsp;km Durchmesser). Die Grundidee der Kollisionstheorie liegt nun darin, dass einer dieser Körper erst in der Endphase der Planetenentstehung fast streifend mit der Proto-Erde kollidierte, wodurch ein Teil der Gesamtmasse in den Orbit geschleudert wurde und den Mond bildete. Hartmann und Davis veröffentlichten diese Theorie 1975. Unabhängig davon kamen [[Alastair G. W. Cameron]] und [[William Ward (Wissenschaftler)|WilliamR. Ward]] 1976 durch Überlegungen zum Drehimpuls zum gleichen Ergebnis.<ref>Alastair G. W. Cameron, William Ward: ''The Origin of the Moon.'' In: ''Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference'', Band 7, 1976, S. 120–122, [http://articles.adsabs.harvard.edu/full/1976LPI.....7..120C (online).]</ref>
 
1983 veröffentlichten [[A. C. Thompson]] und [[David J. Stevenson]] eine Untersuchung über die Bildung von kleineren Körpern aus dem Kollisionsmaterial im Orbit, aber es gab nur wenige, die sich ernsthaft mit der Kollisionstheorie auseinandersetzten.<ref>A. C. Thompson, David J. Stevenson: ''Two-Phase Gravitational Instabilities in Thin Disks with Application to the Origin of the Moon.'' In: ''Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference.'' Band 14, 1983, S. 787–788.</ref> Den Durchbruch brachte eine internationale Konferenz 1984 in [[Kailua-Kona]], [[Hawaii]], über die Ursprünge des Mondes. Die Diskussion der ersten Untersuchungen des von den [[Apollo-Programm|Apollo-Missionen]] zur Erde gebrachten [[Mondgestein]]s führte bei den meisten Wissenschaftlern zu der Überzeugung, dass die Kollisionstheorie die Fakten deutlich besser beschreibt als alle anderen Theorien über die Entstehung des Mondes. Insbesondere zeigte sich, dass die isotopische Zusammensetzung der Elemente des Mondgesteins der von irdischem Gestein im Wesentlichen gleicht. So liegen etwa die Sauerstoff-Isotopenverhältnisse von irdischem Gestein, Apollo-Proben und Mondmeteoriten auf einer gemeinsamen [[Fraktionierungslinie]], was zeigt, dass der Sauerstoff –&nbsp;als häufigstes Element im Erde-Mond-System&nbsp;– aus einem gemeinsamen durchmischten Reservoir kommen muss. Im Gegensatz dazu liegen etwa die Sauerstoffisotopenverhältnisse von sonstigen Meteoriten je nach Ursprung auf anderen Fraktionierungslinien.
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=== Synestia-Hypothese ===
Eine Synestia (aus {{grcS|σύν|sýn|de=mit}} und {{grcS|Ἑστία|[[Hestia|Hestía]]}}) ist der Zustand eines [[Gesteinsplanet]]en nach einer sehr energiereichen, außermittigen Kollision: Verdampftes Gestein dehnt sich bis zu einem Mehrfachen des ursprünglichen Radius aus; der innere Teil rotiert schnell und einheitlich, der äußere bildet eine dicke, optisch dichte Scheibe mit leicht suborbitalen Geschwindigkeiten, da auch dort der Gasdruck nicht vernachlässigbar ist.<ref>Simon J. Lock, Sarah T. Stewart: ''The structure of terrestrial bodies: Impact heating, corotation limits, and synestias.'' Journal of Geophysical Research: Planets, 2017, [[doi:10.1002/2016JE005239]], [[arxiv:1705.07858]].</ref> Eine gemeinsame Simulation der Dynamik und des Phasengleichgewichts, anschließend der Geochemie und der Isotopenfraktionierung, zeigte: Eine äußerliche Abkühlung führt zu einem radialen Transport für die Vermischung der beiden Ausgangsmaterialien, Moonlets entstehen in der Scheibe, während dort noch Dampfdrücke von mehreren Megapascal herrschen, was die moderate Abreicherung flüchtiger Elemente erklärt; auch ist der Bereich der Kollisionsparameter für ein plausibles Ergebnis nicht so eng wie unter der Theia-Hypothese.<ref>Simon J. Lock et al.: ''The Origin of the Moon Within a Terrestrial Synestia.'' Journal of Geophysical Research: Planets, 2018, [[doi:10.1002/2017JE005333]], [[arxiv:1802.10223]].</ref>
 
=== Biochemische Hypothese des Mangels an bestimmten leichteren Elementen und Erdalkalimetallen und Chlorwasserstoffen ===
Diese Hypothese besagt daß das überwiegende Fehlen von Wasser auf dem Mond , ganz einfach chemisch infolge des Fehlens von ausreichendem Wasserstoff und auch ausreichend einfachen Kohlen - Wasserstoffen wie Methangas beruht. Diese Elemente und auch viele leichte Elemnte sind nämlich ganz einfach betrachtet ursprünglich für die Bildung von größeren Wassermengen in der Urzeit eines Planeten unabdingbar hierzu erforderlich, damit Wasser in großen Mengen gebildet werden kann.
 
Nach geologischen Kriterien und Beweisen wie viele Beispiele auf der Erde oft belegen, stellen nicht vereinzelte Meteore, sondern Vulkankegel in der Urzeit des Planeten nach sachlicher begrifflicher Zuordnung für eine ausreichende Elemente - Versorgung auf der dünen Planetenoberflächen Kruste eine wichtige Voraussetzung dar. Auf den Polynesischen Inseln gibt es z.B. vielfältige erloschene Vulkankrater, die vergleichbar sehr ähnlich wie auf dem Mond aussehen und vermutlich genauso entstanden sind. Auch sind viele Bilder vom Mond aus Archiven mit Kratern nur aus anderen illustrativen Gründen hinzufügend nachbearbeitet worden, die aber bereits einer einfachen realen Photoaufnahme nicht standhalten können. Basaltkegel auf der Erde sind natürlich meist spitz oder auch flach, je nach geologischer Morphologie.Hiervon gibt es hunderte Beispiele an Aussichtspunkten in ganz Europa. Basalt besteht bekannterweise aus Feldspaat, Metallpyroxiden und unterschiedlichen Quarzanteilen. Die Umgebung der Basaltkegel wird geologisch durch natürliche Erosion, Flüsse und auch Kieselsäure und verschiedene Wettererosionen deutlich beeinflußt und durch vorausgehende vulkanische Aktivität bestimmt. Schrittweise werden hierbei masive Gesteine zu Sand , Lehm und Erdreich zu zerkleinert. Auf dem Mond zeigen sich auch solche Basalt artigen Erosionen, es fehlt aber jegliches Vorhandensein von größeren vorhandenen Wassermengen,die man aber erwarten würde, um Gesteine gezielt auszuschwemmen und abzutragen. Es fehlen auch am Mond verifizierbaren Flußrinnen oder ausgedehnte zuordnungsfähige Kanäle am Mond. Mareartige mottenfraßartige Senken sind allerdings erkennbar und vermutlich durch chemische und zusätzliche geotektonisch zersetzende Prozesse auf dem Mond entstanden. Hinzu kommt viermutlich bei stärkeren Einbrüchen ohne jede erklärbare Erklärung und ohne natürliche Erosion der Mangel an Plastisch bindenden Glas - Sillikaten (Si O2) als spontane Erklärung in den Sinn. Mit anderen Worten es fehlt Quarz und Quarzsand als Bindemittel für Gesteine auf dem auf dem Mond . Andere wichtige plastischen Bindestoffe in der Basaltzusammensetzung fehlen vermutlich auch. Allerdings erkennt man bei Vergrößerungen auch poröse bitzarre geologisch steife Formationen auch hier aber in deutlichen Senken hier. Diese sind kaum kristallisiert wie auf der Erde, sondern eher aus sprödem eingebrochenen oder chemisch angelöstem Material Bekannte Wasser- Quellen erkennt man aber hier auch nicht. Der Wassermangel oder gar das Nichtvorhandensein von Wasser beruht vermutlich auf dem Mangel an vielen leichteren Elementen wie Natrium Kalium Hydroxiden und auch entsprechende Flouride welche durch Hydrpxide und verschiedenartige Wasserstoffverbindungen bei Zusammenkommen auf vielfältige Weise Wasser auf normalem chemischen Wege bereits ganz einfach entstehen lassen. Leichtmetalle und einige erdalkalische Metalle, die für die chemische Entstehung von Wasser in 4 – 5 Mrd Jahren auf der Erde erforderlich waren fehlen hypothetischerweise in ausreichendem Umfang auf dem Mond. Anfänglich gab es große wasserleere Tiefebenen auf der Erde vor 4 Mrd Jahren.Die einfachste chemische Reaktion zur Wasserentstehung ist z.B. bereits eine sehr einfache chemische Reaktion von kalt kristallisiertem und trockenen NaOH mit trockenem Chlorwasserstoff aus einer anderen Ursprungsquelle in der Erdkruste im Erdinnern. Chemisch entsteht dann bei Zusammenkommen Wasser in sehr großen Mengen und Kochsalz bereits auf sehr einfachem Weg. Auf der Erde entstanden ja nach 5 Mio Jahren immer mehr hydrothermale Quellen. H2O wurde aus einfachen chemischen Reaktionen beruhend aus dem Erdinneren zusätzlich schrittweise aber stetig der Gesamtwassermenge auf der Erde hinzugefügt. Es entstanden auch immer mehr hydrothermale Waserreservoirs mit ermöglichter Wolkenbildung, die sich aus versalzten Tiefebenen abregneten und Verdunstungen mit Regen die Flussläufe und stetig zunehmenden freien Süßwasserseen schrittweise genauso auffüllten. Vorher entstand noch heiße Natronlaugenlagerstätten an manchen Stellen
 
des vulkanischen Geschehens, die aber mit eingeleitetem Chlor und Fluor aus dem Erdreich zum Glück genauso neutralisiert wurden zu Salzen wie Kochsalz unter synthetischer Wasserfreisetzung. Dann kam die große Zunahme der ansteigenden Wassermengen, auf der Erdoberfläche im Laufe der Erdgeschichte. Die Meere entstanden schließlich aus kleineren Binnenmeeren, welche erst ein entropische Klima ermöglichten und bereits wesentlich lebensfreundlicher waren. Dies dauerte bis heute 4 - 5 Mrd Jahre an und schuf schließlich nach Ansteigen der Oxidativen Wassermengenproduktion, die großen bekannten Weltmeere als maritimes Klimagegengewicht gegenüber dem reinen Festlandklima und den zunächst noch ausgeprägteren Wüstenregionen. Jedenfalls waren die Weltmeere vorher wohl viel kleiner gewesen. Methangas ist retrograd herstellbaren Reaktion aus Substanzen des Carbonerdalters,dh. natürlich auch umgekehrt herstellbar. Aber auch das Methan entsteht solipsistisch sogar rein chemisch mit Hilfe von NaOH (Natronlauge) nach dieser Reaktionsgleichung: CH3COONa + NaOH -> CH4 + Na2CO3 . Es entsteht Methan. Kommt O2 hinzu dann läßt sich die Verbrennung so formulieren: CH4 + 2 O2 -> CO2 + H2O. Auch hier entsteht dann Wasser. Auch metallische Chlorate aus dem Boden sind dabei gute Oxidationsmittel und Oxidationsvorstufen. Methan entsteht aber auch aus einem Kohlenstoffatom und 4x Wasserstoffmolekülen, sowie gemäßigtem Druck bereits direkt tief im Erdinnern primär. Aus trockenem und kaltem Natriumhydroxid NaOH und trockenem Chlorwasserstoff (HCl) als freigesetztes Gas aus anderer Quelle der Uratmosphäre ensteht bereits alleine im Labor sehr leicht NaCl (Kochsalz) und dabei chemisch deuliche zusätzliche Mengen kochend heißes Wasser (H2O). Methangas konnten zunächst viele Methangas verwertende Organismen fein dosiert mit minimaler chemischer Hilfe von Pyroxiden und mit Hille von einfachen Chloraten zur Energiegewinnung verwenden und in einer biologischen Methangasreaktion zu CO2 und H2O verwerten und umwandeln. Später bauten hierauf pflanzliche Organismen ihre Existenz auf, indem sie Nitrate und Phosphate aus dem Boden sich holten und zusätzlch das Co2 unter Sonnenlicht zur Energiegewinnung und gleichzeitigem Nährstoffaufbau verwendeten. Als Energiereservoir wurde Stärke und Zucker gebildet sowie Zellulose ein Stärkeähnliches aber festes und unlösliches Gerüstpolymer. Als Abfallstoff wurde Sauerstoff freigesetzt.Auf dem Vorhandensein von überschüssigem Sauerstoff und weiteren Kohlenhydraten und Stärke gründete sich später zunehmend Sauerstoffatmer. Also durch Verbrennung von Kohlenhydaten atmende und energiegewinnende Organismen. Wenn auf dem Mond nur nicht geringe Wassermengen vorhanden sind und auch nicht die zu erwartenden Höchstmengen, dann spricht argumantativ am ehesten für das Fehlen von ausreichendem Wasserstoff, von Leichtmetallen wie Natrium und ausreichenden Hydroxiden und Kohlenwasserstoffverbindungen wie Methan. Bei O2 Mangel spricht dies für einen Mangel an zwischenspeicherten und gut Sauerstoff bindenden Silikaten. Bei vermindertem biologischen Leben am Mond spricht dies für einen grundsätzlichen Mangel an abiogenen Methangasquellen, die aber chemisch eine weitere Voraussetzung für anfängliches biologisches Leben und deren ursprünglichen Energieerzeugung ist. Weitere photosynthetische Energieaufnahmemethoden durch Pflanzen mittel 4 x Pyrolringen und einem Mg ++ im allosterischen Zentrum entstand erst später bei den Pflanzen. Beim tierischen Blut wurde meist ein allosterisches Zentrum mit Eisen im Zentrum als Bestandteil des Hämoglobins z.B bei Sauerstoff atmenden Lebensformen später größtenteils verwendet.Wobei Insekten eine andere Blutzusammensetzung haben. Eine erweiterte anaerobe Energiegewinnung durch die Zytochromoxidase C, welche ähnlich aufgebaut ist wie das Hämoglobin auch zur nachbrennenden Entgiftungsfunktion , entstand erst später als Ergänzung bei vielen tierischen Lebensformen.
 
== Zusammenfassung ==
Das wissenschaftliche Hauptziel der [[Apollo-Programm|Apollo-Missionen]] –&nbsp;im Rahmen des [[Wettlauf ins All|Wettlaufs zum Mond]]&nbsp;– bestand darin, auf dem Mond anhand seiner Zusammensetzung Hinweise auf seine Entstehung zu finden. Man suchte klare geochemische Beweise für eine der ''Großen drei Theorien'' (Abspaltungstheorie, Einfangtheorie, Schwesterplanet-Theorie), aber die Auswertungen warfen bei allen dreidreien nur neue Widersprüche auf. Stattdessen wurden auf der Grundlage der geborgenen Mondgesteine weitere Vorstellungen entwickelt, die sich im Prinzip aus Teilen der Einfang- und der Abspaltungstheorie zusammensetzen. Gesteinsproben von weiteren Landeplätzen, auch von der Rückseite des Mondes, würden helfen.
 
== Literatur ==