Der Erdmond
Bei einem Durchmesser von knapp einem Viertel des Erddurchmessers ist der Erdmond im Verhältnis zu seinem angestammten Mutterplaneten sehr groß. Der Mond umkreist die Erde in gebundener Rotation, d.h. er wendet ihr immer die gleiche Seite zu, während er von der Sonne beleuchtet wird. Auffällig sind die unterschiedlichen Phasen, die der Mond innerhalb eines Monats durchläuft. Je nach der Stellung Mond - Erde - Sonne erscheint der beleuchtete Teil des Mondes als schmale Sichel oder Scheibe (Vollmond). Um die Zeit des Neumond wird der unbeleuchtete Teil häufig durch Streulicht von der Erde, insbesondere infolge des erhöhten Rückstrahlvermögens ausgedehnter Wolkenfelder, aufgehellt und tritt als aschgraues Licht des Mondes in Erscheinung.
Aus der chemischen Ähnlichkeit von Mondgestein und Gestein aus dem Erdmantel schließt man auf einen gemeinsamen Ursprung der beiden Körper. Wahrscheinlich wurde die Erde während der Entstehungszeit des Sonnensystems von einem Planetesimal von der Größe des Planeten Mars mit einer Masse von etwa 10% der Erdmasse getroffen. Bei diesem Riesenimpakt wurde Gesteinsmaterial aus der Erde herausgeschlagen, aus dem sich nach Verlust leichtflüchtiger Bestandteile wie Wasser der Mond bildete.
Der Mond ist mit Kratern übersät (Abb. 2), die alle noch aus der Frühphase des Planetensystems stammen und aufgrund des Fehlens einer Atmosphäre, wie sie etwa die Erde besitzt, keinen Verwitterungsprozessen unterliegen. Lediglich die oberflächennahe Staubdecke des Mondbodens wird durch den Einfall hochenergetischer geladener Teilchen des Sonnenwindes und der kosmischen Strahlung langsam aber beständig umgegraben. Die Ende der sechziger Jahre von den Apollo Astronauten hinterlassenen Fußabdrücke dürften somit in mehreren Millionen Jahren nahezu ausgelöscht sein.
Mondmosaik, 7. September 2012. Foto Ralf Gerstheimer. Vergrößerte Ansicht mit Rechtsklick und "Grafik anzeigen".
Abb. 2: Die Licht-Schatten-Grenze des Mondes. Aufnahme: A.Lüll/R.Schwebel am 1.9.1991, 21cm-Spiegelteleskop.
Die ältesten zur Erde zurückgebrachten Mondgesteine bezeugen, daß die äußeren Bereiche des Mondinneren zunächst vollständig aufgeschmolzen waren, so daß die Mondoberfläche von einem mehrere 100 km tiefen, wasserfreien Magmaozean bedeckt war. Nach bereits 100 Millionen Jahren hatte sich der Magmaozean soweit abgekühlt, daß an der Oberfläche eine leichte feldspatreiche Kruste auskristallisieren konnte, die mit zunehmender Tiefe von dichteren pyroxen- und olivinreichen Gesteinsschichten abgelöst wird. Die großen Einschlagbecken entstanden ausnahmslos vor etwa 4,4 bis 3.8 Milliarden Jahren während des starken Bombardements des inneren Planetensystems durch kilometergroße Planetesimale. Aufgrund des nachfolgenden Aufstiegs flüssiger Basalte aus dem heißen Mondinneren kam es bis vor schätzungsweise 2,5 Milliarden Jahren zu weiträumigen Überflutungen der großen Einschlagbecken der Mondvorderseite, die 17% der Mondoberfläche bedecken und heute von der Erde aus als dunkle Mare zu sehen sind. Die hellen, stark verkraterten Hochlandbereiche umfassen 83% der Oberfläche, zeichnen sich durch eine anorthositische Zusammensetzung der Hochlandgesteine (hohe Aluminium- und geringe Eisengehalte) aus und weisen wesentlich höhere Alter zwischen 4 und 4,2 Milliarden Jahren auf.
Noch heute unterliegt die Mondoberfläche gelegentlichen Einschlägen durch Kometenkerne, die vorwiegend aus leichtflüchtigen Substanzen (z.B. Wassereis, Trockeneis) bestehen. Zukünftige Mondmissionen werden deshalb auch verstärkt auf die Erkundung bestimmter Gebiete der Südpolregion abzielen, die sich permanent im Schatten befinden und aufgrund der dort vorherrschenden niedrigen Temperaturen die Speicherung des leichtflüchtigen, kometaren Materials in sogenannten Kältefallen erlauben würden. Im Rahmen der globalen Kartierung der Mondoberfläche durch die amerikanische Raumsonde Clementine Anfang 1994 wurden tatsächlich erste Hinweise auf gletscherartige Ansammlungen von Wassereis am Boden permanent abgeschatteter Krater gefunden.
Sonnenfinsternis / Mondfinsternis
Durch eine Laune der Natur erscheinen uns Sonne und Mond von der Erde aus gleich groß. Zu einer Finsternis kommt es daher immer, wenn Sonne, Erde und Mond genau in einer Linie stehen. Wandert der Mond zwischen Erde und Sonne, so kommt es zu einer Sonnenfinsternis. Befindet sich die Erde zwischen Sonne und Mond, so wandert der Mond durch den Kernschatten der Erde und wird verfinstert. Nun kommt es aber nicht bei jedem Vollmond zu einer Mondfinsternis und nicht bei jedem Neumond zu einer Sonnenfinsternis. Da die Ebene der Mondbahn um 5 Grad gegen die Ekliptik geneigt ist, schneiden sich diese von der Erde aus gesehen in zwei Knotenpunkten. Während eines Umlaufs (27,3 Tage) passiert der Mond diese Knoten je einmal. Zweimal im Jahr steht auch die Sonne in diesen Knoten und nur dann kommt es dazu, daß der vorbeiziehende Mond die Sonne teilweise oder auch ganz bedeckt. Nicht ganz 14 Tage vor oder nach einer Sonnenfinsternis wandert der Mond durch den anderen Knoten, während die Sonne in dieser Zeit kaum weitergewandert ist, und auch nur dann kann es zu einer Mondfinsternis kommen. Nur selten kann es weitere 14 Tage später erneut zu einer Sonnenfinsternis kommen. Somit können jedes Jahr zwei bis sieben Finsternisse stattfinden, die jedoch immer nur von Teilen der Erde aus sichtbar sind. An einem festen Ort der Erdoberfläche ist ein solches Ereignis daher eine Seltenheit.
Abb. 3: Die partielle Sonnenfinsternis vom 30.5.1984. Aufnahme: F.Sohl, 12,5cm-Refraktor der VSW Rothwesten.
Daß Mondfinsternisse scheinbar häufiger auftreten liegt daran, daß eine totale Sonnenfinsternis nur innerhalb eines schmalen Streifens auf der Erdeoberfläche gesehen werden kann. Außerhalb der Totalitätszone wird die Sonne nur teilweise durch den Mond abgedeckt. Eine Mondfinsternis ist hingegen überall dort zu sehen, wo der Mond über dem Horizont steht.