Auf dem Mond geschehen merkwürdige Dinge: Staubwolken schweben über dem Boden, und starke Temperaturschwankungen verändern die Oberfläche. Vermutlich wird Neil Armstrongs erster Schuhabdruck schon in 100 Jahren verschwunden sein.
In den sechziger Jahren landeten mehrere amerikanische Lunar-Surveyor-Sonden weich auf dem Mond. Sie analysierten Bodenproben und funkten zahlreiche Fotos zur Erde. Auf einigen dieser Bilder waren Staubwolken zu erkennen, die etwa einen Meter hoch über dem Boden schwebten. Später wurden Apollo-Astronauten Zeugen dieses seltsamen Phänomens. Schon damals vermuteten die Forscher, daß sich Staubteilchen auf dem Mond aufladen können und dann aufgrund elektrostatischer Kräfte schweben. Jetzt bestätigten Physiker um Amanda Sickafoose von der Universität in Boulder, Colorado, die Theorie mit einem Laborexperiment. Die Forscher ließen Staubteilchen aus unterschiedlichem Material mit Durchmessern von etwa einem zehntel Millimeter in eine kleine Vakuumkammer fallen und bestrahlten sie dort mit dem UV-reichen Licht einer Bogenlampe. Anschließend bestimmten sie die Ladung der Teilchen. Alle Partikel, die es auch im Mondstaub gibt – Teilchen aus Zink, Kupfer oder Graphit –, hatten im Durchschnitt 50000 Elektronen verloren.
Das Ergebnis paßt gut zu den theoretischen Voraussagen. Danach lädt sich sowohl die Oberfläche des festen Mondgesteins als auch die dicke Staubschicht darüber elektrisch auf. Ursache ist die energiereiche Ultraviolettstrahlung der Sonne, die den Atomen und Molekülen Elektronen entreißt. Die Folge: Gestein und Staub sind positiv geladen, so daß zwischen ihnen eine abstoßende elektrische Kraft wirkt. Ist sie im Gleichgewicht mit der Schwerkraft, schweben die Staubteilchen. Diese Erkenntnisse könnten sogar einen praktischen Nutzen haben: Kameraobjektive oder wissenschaftliche Instrumente, beispielsweise von kommenden Mond-, Mars- oder Asteroidensonden, könnten Techniker künftig mit einem Staubschutz ausrüsten.
Auf dem Mond schweben die Teilchen nicht ewig. Sie ziehen nach und nach Elektronen aus ihrer Umgebung an, werden elektrisch neutral und sinken auf den Boden. Dieser Staubregen glättet die Oberfläche unseres Trabanten allmählich. Der in Großbritannien lebende Physiker John Mills wies kürzlich auf ein weiteres Phänomen hin, das den Mondboden umgestaltet. Mitte der siebziger Jahre hatte sich Mills an der Universität Birmingham mit der Wirkung von radioaktiv zerfallenden Atomkernen im Innern von Kristallen beschäftigt. Die bei einem Zerfall frei werdenden Teilchen erzeugen im Material winzige „Flugkanäle”, die unter dem Mikroskop sichtbar sind. Je älter ein Kristall ist, desto mehr Zerfälle haben in ihm stattgefunden und um so mehr Kanäle durchsetzen ihn.
Dasselbe geschieht im Mondgestein. Als Mills allerdings Bodenproben der Apollo-Missionen und der unbemannten sowjetischen Mondlandesonden untersuchte, fand er wesentlich weniger Zerfallskanäle als erwartet. Mills glaubt, daß die Ursache dafür Temperaturschwankungen auf dem Mond sind, die bis zu 300 Grad Celsius betragen. Dadurch entstehen starke Spannungen in der obersten Bodenschicht: Das Material wird unablässig durchgeknetet, und die winzigen Kanäle werden zerdrückt. Mills spricht von einer „lunaren Gartenarbeit”. Der Physiker schätzt, daß die obere Schicht des Mondbodens auf diese Weise so stark „ umgegraben” wird, daß sich innerhalb von 10000 Jahren das Oberste zuunterst kehrt. Demnach müßten die Schuhabdrücke der zwölf Apollo-Astronauten aus den Jahren 1969 bis 1972 schon Ende des 21. Jahrhunderts verschwunden sein.
Thomas Bührke
