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Mondbeben

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NASA Astronauten kehren zurück zum Mond und wenn sie dort ankommen, benötigen sie vielleicht erdbebensichere Unterkünfte.

Dies ist die überraschende Schlussfolgerung von Clive R. Neal, Assistenzprofessor des Bauingenieurwesens und der Geologie, an der University of Notre Dame, nachdem er und ein 15 Mann starkes Team von Planetenwissenschaftlern die Apollo Daten der 70er Jahre noch einmal untersuchten. "Der Mond ist seismisch aktiv," erzählte er auf einem Treffen von NASA's Lunar Exploration Analysis Group (LEAG), in League City, Texas, im vergangenen Oktober.

Zwischen 1969 und 1972 platzierten Apollo Astronauten Seismographen an ihren jeweiligen Landestellen auf dem Mond. Die Instrumente von Apollo 12, 14, 15 und 16 sendeten ihre Daten treu zur Erde, bis sie 1977 abgeschaltet wurden.

Und was enthüllten sie?  

Es gibt zumindest 4 verschiedene Arten von Mondbeben: (1) tiefe Mondbeben, etwa 700 km unterhalb der Oberfläche, vielleicht ausgelöst durch Strömungen; (2) Vibrationen, ausgelöst durch Einschläge von Meteoriten; (3) thermische Beben, verursacht durch Ausdehnung der kalten Kruste, wenn sie nach 2 Wochen Mondnacht zum ersten Mal wieder von der Sonne bestrahlt wird; (4) oberflächennahe Mondbeben, die nur 20 bis 30 km unterhalb der Oberfläche auftreten.

Die ersten drei sind gewöhnlich schwach und harmlos. Oberflächennahe Mondbeben sind im Gegensatz dazu stärker. Zwischen 1972 und 1977 registrierte das seismische Apollo Netzwerk 28 davon; einige "erreichten bis zu 5,5 auf der Richter Skala," sagt Neal. Ein Beben der Stärke 5 ist auf der Erde stark genug um schwere Gegenstände in Bewegung zu versetzen und zu Rissen im Putz zu führen.

Des Weiteren dauerten oberflächennahe Mondbeben eine bemerkenswert lange Zeit. Einmal angefangen dauerten alle mehr als 10 Minuten. "Der Mond klingelte wie eine Glocke," sagt Neal.

Auf der Erde hören die Vibrationen eines Bebens normalerweise innerhalb einer halben Minute auf. Das hat etwas mit der chemischen Verwitterung zu tun, erklärt Neal: "Wasser schwächt Steine, vergrößert die Struktur von verschiedenen Mineralien. Wenn sich Energie durch solch eine Struktur bewegt, wirkt diese wie ein Badeschwamm -- sie vernichtet die Vibrationen." Selbst die stärksten Erdbeben hören nach weniger als 2 Minuten auf.

Der Mond ist im Gegensatz dazu trocken und kalt, zumeist starr, wie ein Brocken oder Eisen. Daher vibrieren Mondbeben wie eine Stimmgabel. Selbst wenn ein Mondbeben nicht stark ist, "dauert es an und an," sagt Neal. Und für Mondbewohner könnte diese Beständigkeit entscheidender sein als die Stärke des Mondbebens.

"Jede Unterkunft müsste aus Materialien gebaut sein, die flexibel sind," so dass keine Risse entstehen können, durch die die Luft entweicht. "Wir müssten auch den Ermüdungsgrenzwert der Materialien der Gebäude kennen," also wie viel wiederholtes Biegen und wie viele Erschütterungen es aushält.

Was verursacht die oberflächennahen Mondbeben? Und wo treten sie auf? "Wir sind nicht sicher," sagt er. Die Apollo Seismographen waren alle in einem relativ kleinen Gebiet auf der Vorderseite des Mondes, daher können wir es nicht genau festlegen [den genauen Ort dieser Beben]." Er und seine Kollegen haben einige gute Ideen, darunter, dass die Ränder von großen und relativ jungen Kratern vielleicht gelegentlich einbrechen.

"Wir haben speziell die Pole nicht besonders beachtet," fährt Neal fort. Das ist wichtig, da ein Kandidat für eine Mondbasis, ein ständig von der Sonne beleuchtetes Gebiet ist, welches auf dem Rand des Shackleton Kraters, am Südpol des Mondes, liegt.

Neal und seine Kollegen entwickeln einen Ansatz, ein Netzwerk von 10 bis 12 Seismographen um den gesamten Mond herum aufzustellen und so Daten für zumindest drei bis fünf Jahre zu sammeln. Diese Art von Netzwerk ist notwendig, glaubt Neal, um den sichersten Ort für eine permanente Mondbasis zu finden.

Und dies ist erst der Anfang, sagt er. Andere Planeten vibrieren vielleicht ebenfalls: "Der Mond ist ein Testfeld der Technologien um solche Netzwerke auch auf dem Mars, und darüber hinaus, einzurichten."

Quelle: Science@NASA

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