Astronomie Bleistift-Spuren im Mondgesicht

Auf dem Mond muss es Kohlenstoff in Reinform geben, vermuten Forscher. Sie fanden Graphit in einem Mond-Stückchen, das Astronauten schon 1972 zur Erde gebracht hatten.

© Robert Michael/AFP/Getty Images

Vollmond über der Kunstakademie in Dresden. Auch ohne Fernrohr lassen sich die Mondkrater erkennen, die vor rund vier Milliarden Jahren bei Asteroiden-Einschlägen entstanden

Die beiden Astronauten Harrison Schmitt und Eugene Cernan sind die bislang letzten Menschen, die den Mond betreten haben. Ganze 38 Jahre ist es her, dass sie nach ihrer Landung im Taurus-Littrow-Tal, ganz in der Nähe des Mare Serenitatis , ein winziges Stückchen Gestein aufsammelten. Zurück auf der Erde wurde das Steinchen unter der Nummer 72255 im Johnson Space Center in Houston von der Weltraumbehörde Nasa archiviert. Insgesamt brachte die Besatzung der Apollo 17-Mission 1972 mehr als 100 Kilogramm Mondgestein mit.

Jetzt hat die kleine Mondprobe neue Beachtung gefunden, denn Wissenschaftler um Andrew Steele vom Carnegie-Institut in Washington haben darin Spuren von Graphit und damit erstmals Kohlenstoff in Reinform entdeckt. Das Ergebnis ihrer Forschungen stellen sie in der aktuellen Ausgabe des Magazins Science vor. "Eigentlich haben wir im Rahmen einer anderen Studie an Fundstück Nummer 72255 gearbeitet, bei der wir Apatit-Gestein auf Wasservorkommen untersuchten ", sagte Steele. Aus Neugier analysierte der Biochemiker das Steinchen genauer – und fand festen Kohlenstoff.

Graphit ist ein Mineral, das wir aus der Mine von Bleistiften kennen. Es ist eine der drei festen Formen, in der wir reinen Kohlenstoff kennen, neben Diamanten und Fullerenen , kugelförmigen Molekülen, die in ihrem Aufbau der Struktur eines Fußballs gleichen.

Auf den Mond gelangte die Probe vermutlich vor vier Milliarden Jahren in der Zeit des Großen Bombardements. Damals trafen zahlreiche Einschläge zum Teil riesiger Asteroiden den Mond, die unterschiedliches Material dorthin brachten. Auch die Erde war einem solchen Asteroiden-Sturm ausgesetzt. Doch wurden die Krater auf unserem Planeten durch Wind und Wetter weitgehend abgetragen. Auf dem Mond gibt es keine Atmosphäre, daher sind die Mondmeere und -gebirge auch heute noch gut zu erkennen. Und der Mond ein wichtiges Forschungsobjekt für Geologen, die anhand von Gesteinsspuren mehr über die Entstehung unseres Sonnensystems herausfinden wollen.

Um die Zusammensetzung des Gesteins zu bestimmen, durchleuchteten die Wissenschaftler es mit Laserstrahlen. Dabei wird das Licht beim Auftreffen auf die Probe entsprechend seiner unterschiedlichen Wellenlängen gestreut. Die Forscher interessierte in diesem Fall ein ganz bestimmter Effekt, den Physiker als Raman-Streuung kennen. "Dabei werden die Laserstrahlen nach dem Auftreffen auf das Gestein in einer anderen Frequenz reflektiert, die Rückschlüsse auf das Material zulässt", sagt Andres Steele.

Er und sein Team stießen so auf nur wenige Nanometer kleine Graphit-Bläschen und Graphit-Kristalle, die wie winzige Nadeln angeordnet waren. Dass die Probe vom Mond nachträglich mit irdischem Graphit verunreinigt wurde, halten die Wissenschaftler für unwahrscheinlich. Dagegen spreche die spezielle Anordnung der Kristalle im Gestein, schreiben sie in Science .

Der Brocken Nummer 72255 setzt sich aus verschiedenen Fragmenten zusammen und entstand vermutlich bei einem Asteroiden-Einschlag. Nach Ansicht der Wissenschaftler war das Graphit entweder bereits in dem Asteroiden enthalten, als er auf dem Mond einschlug, oder es bildete sich während des Aufpralls aus kohlenstoffhaltigem Gas.

"Unsere Entdeckung lässt vermuten, dass Kohlenstoff in Graphitform und vielleicht auch in anderen Zuständen mit Asteroiden auf den Mond kam, sich mit Felsgestein verbunden hat, und dort überdauerte", sagt Steele. Und er erwartet weitere Entdeckungen dieser Art. Die Untersuchungsmethoden seien sehr viel besser geworden, weswegen in den Mondproben, die Apollo-Astronauten zur Erde brachten, möglicherweise noch großes Potenzial für die Forschung stecke.