Befund stellt die Hypothese der Entstehung des Mondes aus der Erde infrage. In Einschlüssen im Magma, das aus dem Mondinneren an die Oberfläche gedrungen war, fand man 2008 Wasser.
Als Giovanni Riccioli 1651 die erste Karte des Mondes zeichnete, gab er manchen Regionen, weil sie aus der Ferne nun einmal so aussahen, die Namen „Maria", „Meere". Dem näheren Augenschein hielt das nicht stand: Als 1969 die ersten Menschen durch das „Meer der Ruhe" spazierten, war es staubtrocken, man hatte es nicht anders erwartet, der Mond galt längst als wasserlos. Das bestätigten Analysen von Mondgestein, das Apollo-Besatzungen 1970 mitbrachten, sie zeigten zwar Spuren von Wasser, aber man interpretierte sie als Verunreinigung: Der Behälter war nicht dicht, das Wasser war auf der Erde hineingedrungen. So wurde der dürre Mond zum Dogma. Und das hielt noch 1999, als die Astronomin Faith Villas auf dem Nachbarn Gesteine bemerkte, die zur Entstehung Wasser brauchen, Phyllosilikate.
Sonnenwind macht Mondwasser
Aber diesen indirekten Beleg dafür, dass es zumindest einmal Wasser gegeben haben muss, konnte Villas erst 2008 publizieren, kurz darauf sichteten Raumsonden direkt Wasser auf dem Mond. Man vermutete, es komme mit dem Sonnenwind. Darin sind Protonen, Wasserstoffionen, sie würden aus Mondgestein Sauerstoff herausschlagen und sich mit dem zusammentun.
Im gleichen Jahr kam die nächste Überraschung, nun war der Mond nicht nur an der Oberfläche feucht, sondern durch und durch nass: In Einschlüssen im Magma, das aus dem Mondinneren an die Oberfläche gedrungen war, fand eine Gruppe um Eric Hauri (Carnegie Institution) Wasser, bis zu 46 ppm (Teilchen pro Million Teilchen), das ist nicht viel. Aber nun hat die gleiche Gruppe wieder in Magma-Einschlüssen gleich 615 bis 1410 ppm Wasser gemessen (und Chlor und Fluor und Schwefel). Das ist viel: gerade so viel wie in altem Gestein im Mantel der Erde (Science, 26. 5.).
Und wenn man es hochrechnet, dann lag Riccioli mit seinen „Maria" gar nicht so schlecht: „Wäre überall auf dem Mond so viel Wasser gewesen wie in unserer Probe, hätte er einmal eine Trillion Gallonen Wasser enthalten", erklärt Hauri der „Presse": Eine Gallone sind 3,78 Liter, und eine Trillion ist eine Zahl mit 18 Stellen. Aber ein grobes Bild kann man sich schon machen: Im Mond ist etwa so viel Wasser wie im Mittelmeer, zumindest war es einmal da, nicht überall ist es vor dem Ausgasen so geschützt wie in den Einschlüssen im Magma.
Aber wo kam es her? Das viele Wasser bringt ein Problem, das der Entstehung des Monds. Bisher nimmt man an, dass sein Material aus der Erde herausgeschlagen wurde, als vor 4,57 Milliarden Jahren ein marsgroßer Himmelskörper („Theia") in einem „giant impact" einschlug. Dazu passt die Geologie des Mondes, viele Elemente sind in der Menge so verteilt wie auf der Erde, Abweichungen erklärt man mit dem Einschlagswinkel von Theia. Aber etwas hätte nie dabei sein dürfen, als sich pulverisiertes Erdmaterial zum Mond zusammenfand: Wasser (und anderes Flüchtiges). Es hätte in der Hitze des Einschlags ausgasen und sich im All verflüchtigen müssen.
Stimmt also die ganze Hypothese nicht? Es gibt zwei konkurrierende, aber sie haben noch viel größere Probleme: Darwins Sohn George, ein Physiker, vermutete, der Mond sei durch die rasche Rotation der frühen Erde aus ihr herausgeschleudert worden; aber so rasch rotierte sie nie. Andere nahmen an, der Mond sei zeitgleich mit der Erde aus dem gleichen kosmischen Staub entstanden; aber dann müsste seine chemische Zusammensetzung identisch mit der der Erde sein.
Impakt in modifizierter Form
Bleibt nur der Impakt, in modifizierter Form. „Es gibt zwei Auswege", erklärt Hauri der „Presse": „Entweder war der ,giant impact‘ stärker als angenommen, und das aus der Erde herausgeschlagene Material war so heiß, dass es eine Atmosphäre aus Siliziumdioxid um die Erde und den Protomond herum bildete, die Wasser zurückhielt." Oder der Impakt war schwächer als angenommen. Dann hätte er die Erde am Aufprallort nicht pulverisiert, sondern große Brocken aus ihr geschlagen, mit Wasser drin.
Könnte das auf dem Mond nicht später gekommen sein, mit Meteoriten? „Nein", winkt Hauri ab: „Die hätten auch die Erde getroffen, und von ihrer Größe und Gravitation her hätte sie 20- bis 40-mal so viel Wasser erhalten müssen. Nach unserem Befund ist aber in ihrem Mantel die gleiche Menge an Wasser wie im Mond."