Mondkrater

Mondkrater Daedalus

Ein Mondkrater ist eine kreisförmige, am Boden meist flache Senke im Boden des Erdmondes, die von einem ringförmig erhöhten Wall (Kraterrand) eingeschlossen wird. Im Gegensatz zu vulkanischen Kratern (das Wort bedeutet griech. Becher) sind fast alle Mondkrater durch Einschläge von Meteoriten entstanden.

Statistik und Entstehung der Mondkrater

Der Mond weist auf der erdzugewandten Seite etwa 300.000 Krater mit über 1 km Durchmesser auf – er ist sozusagen mit ihnen übersät und wurde deshalb von einigen Astronomen als „pockennarbig“ bezeichnet. Die größeren Gebilde (60 bis 270 km) heißen Ringgebirge bzw. Wallebenen. Ihr Boden ist meistens relativ glatt, sodass bei manchen im streifenden Sonnenlicht sogar die Krümmung der Mondkugel zu erkennen ist. Im Kraterboden sieht man im Regelfall kleinere Krater, die auf spätere Einschläge zurückgehen.

Mondkrater Theophilus

Obwohl die größten Krater 6 bis 8 Prozent der „Mondscheibe“ messen (Monddurchmesser 3478 km), wurden sie erst nach Erfindung des Fernrohrs entdeckt – vermutlich 1610 durch Galileo Galilei. Sie werden besonders deutlich sichtbar, wenn zweimal im Monat die Schattengrenze (der Terminator) in ihrer Nähe liegt und der Kraterwall lange Schatten wirft. Der Boden vieler kleiner Krater liegt dann großteils im Schatten, weshalb man ihre Tiefe lange überschätzt hat.

Ein typischer Kleinkrater von 5 km Durchmesser hat einen ziemlich scharfen Ringwall von 1 km Höhe, und sein Boden liegt einige 100 m tiefer als die Umgebung. Wallebenen mit 100 km haben Wälle von etwa 1 bis 5 km Höhe; das Verhältnis liegt im Schnitt bei 1:30 (1:10 bis 1:80), sodass ein im Innern stehender Astronaut den Wall oft nicht mehr sehen könnte. Der Mondradius beträgt ja nur ein Viertel der Erde, sodass seine Oberfläche 4-mal stärker gekrümmt ist. Die Innenwände sind oft terrassenförmig abgestuft und 20° bis 30° geneigt; die äußeren Hänge sind 2- bis 3-mal flacher. Häufig ist die Kratermitte durch einen Zentralberg markiert. All dies hängt mit der Dynamik eines Meteoriteneinschlags zusammen.

„Großes Bombardement“ in der Frühzeit

Der Mond entstand fast gleichzeitig mit der Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Vor etwa 4 bis 3,5 Milliarden Jahren war die Zeit des „Großen Bombardements“, in der auf alle Himmelskörper im inneren Sonnensystem zahlreiche Meteoriten bzw. Asteroiden von 1 bis 50 km Größe niedergingen. Diese hatten sich im Zuge der Planetenbildung aus kleinen Körnern und Staub (Planetesimale) entwickelt, konnten jedoch nicht mehr zu noch größeren Körpern kondensieren. Später sind nur noch vereinzelte Krater entstanden – auf der Erde die über zwei Milliarden Jahre alte und ca. 300 km große Vredefort-Impaktstruktur in Südafrika, das 250 km große Sudbury-Becken in Kanada vor 1,85 Milliarden Jahren, oder das 23 km große Nördlinger Ries in Bayern vor 15 Millionen Jahren.

Die Krater auf den Planeten Mars und Merkur sind noch ebenso zu sehen wie am Mond. Jene auf der Erde (siehe Impaktkrater) sind großteils durch Erosion und geologisch-geodynamische Aktivitäten (siehe auch Kreislauf der Gesteine) verschwunden, außerdem hat die Atmosphäre viele Meteoriten schon in größerer Höhe verglühen lassen.

Die Kartierung der Mondkrater begann schon bald nach der Erfindung des Fernrohrs (1610) und gab Anlass zur Herausgabe zahlreicher Mondkarten und ab etwa 1800 ganzer Mondatlanten. Die visuelle Messung der Astronomen wurde ab etwa 1870 durch fotografische Aufnahmen größerer Sternwarten (insbesondere der Pariser und der Lick-Sternwarte) ersetzt und wird heute vor allem durch Vermessung mittels Raum- bzw. Mondsonden durchgeführt. Die erste derartige Projekt (gesamte Aufnahme des Mondes incl. der Mondrückseite) begann 1966 mit dem Lunar Orbiter-Programm der NASA.

Die Kartierung erfolgt seit langem durch selenografische Koordinaten (selenografische Breite und Länge), analog zu geografische Breite und Länge auf der Erde. Zum Beispiel hat der Krater Copernicus die Koordinaten: 9° 42' N / 20° 06' W (liegt also nahe der Mondmitte). Der Krater mit 93 km Durchmesser wurde 1935 von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) nach dem polnisch-deutschen Astronomen Nikolaus Kopernikus (1473–1543) benannt.

Kraterbildung durch Einschläge

Wenn ein Meteorit aus dem Weltall herabstürzt, hat er eine Geschwindigkeit von 10 bis 70 Kilometer pro Sekunde (30- bis 200-fache irdische Schallgeschwindigkeit). Beim Aufprall dringt er bis 100 Meter ins Gestein ein, was nur einige Tausendstel Sekunden dauert. Während dieser kurzen Dauer eines „Wimpernschlags“ wird alle seine kinetische Energie in Wärme umgewandelt und er explodiert. Das umliegende Material wird kegelförmig weggesprengt; am Rand des entstehenden Lochs bildet ein Teil davon einen Wall.
Wenn ein großes Objekt oder eines mit sehr hoher Geschwindigkeit einschlägt, federt die Mondoberfläche zurück und bildet einen Zentralberg. Beim Fall einer Kugel ins Wasser geschieht ähnliches: Ein Tropfen springt in der Mitte hoch. Übrigens kann man solche Versuche gut mit Grießbrei simulieren.

Im Allgemeinen schlägt ein Meteorit einen Krater, der wegen seines Verdampfens und Explodierens 10- bis 20-mal größer ist als er selbst. Das im Innern herausgeschleuderte Material bildet bei manchen Ringgebirgen – wohl durch eine Art Staubwolke – sternförmige Strahlensysteme. Man sieht sie bei Vollmond im Umkreis von 60 Kratern hunderte Kilometer weit ausstrahlen – besonders deutlich an den mit 800 Millionen Jahre vergleichsweise jungen Ringgebirgen Copernicus, Kepler und Tycho. Da sie beim Terminator keine Schatten werfen, können diese Strahlen nur flache, helle Spuren auf dem dunklen Mond-Basalt sein.

Bekannte Impaktkrater

Mare Imbrium mit den Mondkratern Pytheas im Vordergrund und Copernicus am oberen Rand

Bekannt sind die obigen drei „Strahlenkrater“ und Baily, mit 300 km die größte Wallebene. Grimaldi (230 km) hat im Inneren das dunkelste Gestein des Mondes, Ptolemaeus hat polyedrische Form, Arzachel einen mehrfach terrassierten Wall, und der kleine Mösting A diente zur Definition des selenografischen Koordinatensystems.

Kraterketten (Catena)

Manche Krater haben sogenannte Sekundärkrater, die beim Herausschleudern von Gesteinstrümmern nach einem großen Asteroideneinschlag entstanden sind. Oft sind sie radial angeordnet. Andere Ketten dürften vulkanischen oder tektonischen Ursprungs sein, oder sind Überreste zusammengebrochener Lavaröhren, die sich vor Jahrmilliarden unterhalb der Oberfläche zugleich mit einem Mare gebildet hatten.

Ihre Namen sind ebenso an internationale Wissenschafter vergeben wie bei hunderten Einzelkratern. Von den 20 Ketten seien 4 angeführt:

• Catena Abulfeda – ein früharabischer Astronom
• Catena Humboldt – der bekannte Erforscher Südamerikas
• Catena Littrow – Direktor der Universitätssternwarte Wien
• Catena Sumner – US-amerikanischer Kapitän, der die astronomische Navigation weiterentwickelte.

Entstehung der „Mondmeere“

Das Gravitationsfeld des Mare Serenitatis (unten) sowie die Topographie (oben), das Mascon ist im Zentrum deutlich zu erkennen (NASA)

Die dunklen, flachen Gebiete am Mond („Mondgesicht“) haben frühzeitig den Eindruck von Wasserflächen erweckt und wurden deshalb Mare (Meer) genannt. Tatsächlich sind es alte, von Lava überflutete riesige Ebenen. Sie wurden durch besonders große Asteroiden aufgeschmolzen, die vor 4,5 Milliarden Jahren (Mare Tranquillitatis) bis 3,9 Milliarden Jahren (Mare Imbrium) einschlugen.

Unter ihnen, tief im Mondinneren, haben die Astronomen – und später die Lunar Orbiters – schwere Massen „Mascons“ festgestellt, die dort das Schwerefeld verändern. Diese könnten dazu beigetragen haben, dass uns der Mond immer dieselbe Seite zuweist; der wesentliche Grund dürfte jedoch in der Abbremsung der früher sicherlich schnelleren Mondrotation durch die erheblichen Gezeitenkräfte der Erde liegen, so wie auch die Erdrotation durch die Gezeitenkräfte des Mondes ständig minimal abgebremst wird.

Siehe auch

• Impakt
• Einschlagkrater
• Liste der Krater des Erdmondes
• Lunare Zeitskala
• Marskrater

Literatur

• Don Wilhelms: Geologic History of the Moon US Geological Survey Professional Paper 1348, 3. Crater Materials online

Weblinks

• Lage des Kraters Copernicus im selenografischen Koordinatennetz
• Virtueller Mondatlas
• Digitale Aufnahmen mit einem semiprofessionellen Amateurteleskop einer Reihe von Mondkratern
• Moon Craters USGS Gazetteer of Planetary Nomenclature

 Commons: Mondkrater – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien