Mondbeben orten verborgenes Eis, seismische Wellen 2-3x schneller

Seismische Wellen von Mondbeben könnten verborgenes Wassereis unter der Mondoberfläche aufdecken, so eine am 31. Juli 2026 in Science Advances veröffentlichte Studie. Die Forschung, geleitet von Wissenschaftlern der University of Maryland, des Lawrence Berkeley National Laboratory und der University of Hawaii, deutet darauf hin, dass Vibrationen im Boden Aufschluss über das Vorhandensein und die Menge von Eis geben können – entscheidend für künftige Mondmissionen.

Das Artemis-Programm der NASA plant für 2028 bemannte Missionen in die Südpolregion des Mondes, wo in permanent beschatteten Kratern Wassereis lagern könnte. Dieses Eis könnte Astronauten Trinkwasser, Sauerstoff und Raketentreibstoff liefern und so den Transport von Vorräten von der Erde reduzieren. Nicholas Schmerr, außerordentlicher Professor an der UMD und Co-Autor der Studie, sagte: "Es ist entscheidend, alle Materialien auf dem Mond zu identifizieren, die ein Astronaut nutzen kann, während er dort ist."

Die Studie ist wichtig, weil aktuelle Satelliteninstrumente Eis nur im Oberboden erkennen, doch ein Großteil davon könnte tiefer vergraben sein. Seismische Messungen können unter die Oberfläche blicken, da Eis den Boden versteift und Wellen zwei bis drei Mal schneller wandern lässt als durch trockenen Boden. Eisreiche Gebiete reflektieren zudem seismische Energie und erzeugen Echos, die Seismometer erfassen können. Schmerr erklärte: "Wir können seismische Wellen nutzen, um nicht nur zu sehen, ob Eis vorhanden ist, sondern auch ungefähr, wie viel davon es gibt."

Die Forscher testeten dies mit drei Methoden. Hauptautor Harrison Lisabeth, Gesteinsphysiker am Lawrence Berkeley National Laboratory, fror zerkleinertes Vulkangestein ein, das Mondstaub ähnelte, und nutzte Röntgenstrahlen, um die Eisbildung zu beobachten. Matthew Siegler von der University of Hawaii modellierte Temperaturen am Südpol, um Krater zu identifizieren, die kalt genug sind, um Eis Milliarden von Jahren zu erhalten. Schmerr führte Computersimulationen von Mondbeben durch eisige Ablagerungen durch. Alle Ansätze zeigten deutliche seismische Veränderungen durch Eis.

Über die Unterstützung von Missionen hinaus könnte lunares Eis Hinweise auf das frühe Sonnensystem geben. Schmerr merkte an, dass die uralten Gesteine des Mondes, etwa vier Milliarden Jahre alt, Eis bewahren könnten, das zeigt, wie Wasser geliefert wurde und wie die Ozeane der Erde entstanden. Die Forschung wurde vom US-Energieministerium und der NASA finanziert.

Die chinesische Mission Chang'e-7, die Ende 2026 in der Nähe des Shackleton-Kraters landen soll, wird ein Seismometer in der Nähe vermuteter Eisablagerungen mitführen. 2028 könnten Artemis-Astronauten der NASA die Lunar Environmental Monitoring Station einsetzen, ein Instrument, an dessen Entwicklung Schmerr beteiligt war. Schmerr sagte: "Unsere Ergebnisse legen das Fundament für eine Beobachtung, die wir in den nächsten Jahren erhalten werden."