Dazu gehören die Eigenschaften und der Aufbau, ebenso wie die Oberflächenformen und vielfältigen Einflüsse auf unsere Erde.


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Mount Fudschi mit tiefstehendem Vollmond vor Sonnenaufgang, Japan

© Wikipedia: CennoxX, 2012



Der Mond ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Sein Name ist verwandt mit „Monat“ und bezieht sich auf die Periode seines Phasenwechsels. Weil die Begleiter anderer Planeten des Sonnensystems im übertragenen Sinn meist ebenfalls als Monde bezeichnet werden, spricht man zur Vermeidung von Verwechslungen mitunter vom Erdmond. Er ist mit einem Durchmesser von gut 3.470 Kilometern der fünftgrößte bekannte Mond des Sonnensystems und gegenüber seinem Zentralkörper Erde außergewöhnlich groß (über ein Viertel des Erddurchmessers).

Weil der Mond die Erde in einem mittleren Abstand von nur rund 384.400 Kilometern umkreist (etwa 30 Erddurchmesser), ist er bisher der einzige fremde Himmelskörper, den Menschen betreten haben, und auch der am besten erforschte. Trotzdem gibt es noch viele Unklarheiten, etwa in Bezug auf seine Entstehung und manche Geländeformen. Seine jüngere Entwicklung ist jedoch weitgehend geklärt.

Der mittlere Äquatordurchmesser des Mondes beträgt 3.476 km und der Poldurchmesser 3.472 km. Sein mittlerer Durchmesser – als volumengleiche Kugel – beträgt 3.474 km. Die Gestalt des Mondes gleicht mehr der eines dreiachsigen Ellipsoids als der einer Kugel. An den Polen ist er etwas abgeplattet, und die in Richtung der Erde weisende Äquatorachse ist etwas größer als die darauf senkrecht stehende Äquatorachse. Der Äquatorwulst ist auf der erdabgewandten Seite dabei noch deutlich größer als auf der erdnahen Seite.

In Richtung Erde ist der Durchmesser durch die Gezeitenkraft am größten. Hierbei ist der erdferne Mondradius an dieser Achse größer als der erdnahe. Dies ist überraschend, und bis heute nicht schlüssig erklärt.

Der Mond hat keine Atmosphäre im eigentlichen Sinn – der Mondhimmel ist z. B. nicht blau –, sondern nur eine Exosphäre. Sie besteht zu etwa gleichen Teilen aus Helium, Neon, Wasserstoff und Argon und hat ihren Ursprung in eingefangenen Teilchen des Sonnenwindes. Ein sehr kleiner Teil entsteht auch durch Ausgasungen aus dem Mondinneren. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen der Implantation und thermischem Entweichen.

Aufgrund der langsamen Rotation des Mondes und seiner nur äußerst dünnen Gashülle gibt es auf der Mondoberfläche zwischen der Tag- und der Nachtseite sehr große Temperaturunterschiede. Mit der Sonne im Zenit steigt die Temperatur auf etwa 130°C und fällt in der Nacht auf etwa –160°C. Die Durchschnittstemperatur über die gesamte Oberfläche beträgt 218 K = –55°C. [1]
Als Mondbahn wird die genähert elliptische Umlaufbahn des Mondes um die Erde bezeichnet. Eine exakte Keplerellipse wäre nur zu erwarten, wenn lediglich die Anziehungskraft einer kugelförmigen Erde auf den Mond wirken würde.

Die als Bahnstörungen bezeichneten Abweichungen werden vor allem von der Anziehung durch die Sonne verursacht. Den nächstgrößten Einfluss hat die Erdabplattung, gefolgt von den Anziehungskräften der übrigen Planeten. Die genaue Bahnberechnung, früher als Mondtheorie bezeichnet, ist eine komplizierte Aufgabe der Himmelsmechanik. Die Auseinandersetzung mit diesem Problem gab Anstoß zu vielen bedeutenden physikalischen und mathematischen Entwicklungen.

In einem geozentrischen Bezugssystem, in dem die Erde als stillstehend betrachtet wird, stellt die Mondbahn näherungsweise eine Keplerellipse um die Erde dar. Aufgrund verschiedener Bahnstörungen, die hauptsächlich von der Anziehungskraft der Sonne verursacht werden, verändert diese Ellipse jedoch in komplizierter Weise sowohl ihre Form als auch ihre Lage im Raum. Auch die Bahngeschwindigkeit des Mondes folgt deshalb dem Zweiten Keplerschen Gesetz (Umlaufbahnen) nur sehr ungenau.

In einem heliozentrischen Bezugssystem beschreibt der Erde-Mond-Schwerpunkt eine Keplerellipse (um die Sonne). Der Mond bewegt sich dabei abwechselnd außerhalb und innerhalb der Erdbahn, wobei seine Bahn stets zur Sonne hin gekrümmt ist („heliozentrische Mondbahn“).

Der Mond benötigt im Mittel 27,3 Tage, um die Erde in Bezug auf den Fixsternhimmel einmal zu umrunden. Nach diesem siderischen Monat (d. h. „auf die Sterne bezogen“) zieht er von der Erde aus gesehen wieder an demselben Stern vorbei.

Während eines solchen Monats wandert die Erde ihrerseits auf ihrem Sonnenumlauf weiter. Dabei ändert sich auch die Richtung, in welcher die Sonne von der Erde aus gesehen erscheint. Hat der Mond nach einem siderischen Monat seine ursprüngliche Stellung bezüglich der Fixsterne wieder erreicht, so muss er zusätzlich etwa 29° zurücklegen, um wieder dieselbe Stellung zur Sonne und somit dieselbe Mondphase zu erreichen. Er braucht dafür im Mittel gut zwei Tage. Der synodische Monat (eine „Lunation“) hat daher eine Länge von 29,5 Tagen. Dies ist der mittlere Zeitabstand, mit dem sich eine Mondphase wiederholt (z. B. von Vollmond zu Vollmond). [2]
Die Entstehung des Mondes der Erde wird seit Jahrhunderten diskutiert. Seit Mitte der 1980er Jahre hat sich die Ansicht durchgesetzt, dass der Mond nach einem exzentrischen Zusammenstoß der Proto-Erde mit einem etwa marsgroßen Körper, Theia genannt, entstanden ist. Nach dieser „Kollisionstheorie“ ist ein großer Teil der abgeschlagenen Materie beider Körper in eine Umlaufbahn um die Erde gelangt und hat sich dort zum Mond geballt.

Man spricht auch von der „Entstehung des Erde-Mond-Systems“, denn im ganzen Sonnensystem gibt es (mit Ausnahme von Pluto und Charon) keinen weiteren natürlichen Satelliten, der eine ähnliche Größe im Vergleich zu dem umkreisten Planeten oder Zwergplaneten aufweist. Entsprechend seiner Masse besitzt er auch einen besonders großen Bahndrehimpuls.

Soweit bekannt stammen die ersten Überlegungen über die Entstehung des Mondes, die man als Vorläufer der „Einfangtheorie“ betrachten kann, von René Descartes. Sie wurden erst 1664, einige Zeit nach seinem Tod, publiziert.

Seit dem 19. Jahrhundert sind zur Entstehung des Erde-Mond-Systems mehrere Theorien entwickelt worden. Dies sind im Wesentlichen:
  • Die Abspaltungstheorie: Von einer heißen, (zäh)flüssigen und schnell rotierenden Proto-Erde schnürte sich ein „Tropfen“ ab und bildete den späteren Mond.
  • Die Einfangtheorie: Erde und Mond entstanden unabhängig in verschiedenen Regionen des Sonnensystems; bei einer engen Begegnung fing die Erde den Mond durch ihre Gravitation ein.
  • Die Schwesterplanet-Theorie: Erde und Mond entstanden gleichzeitig und nahe beisammen.
  • Die Öpik-Theorie: Der Vorläufer des Mondes entstand aus der Materie, die von einer heißen Proto-Erde abdampfte.
  • Die Viele-Monde-Theorie: Mehrere Monde wurden gleichzeitig eingefangen und kollidierten nach einiger Zeit. Aus den Bruchstücken bildete sich der heutige Mond.
  • Die Kollisionstheorie: Die Proto-Erde kollidierte relativ sanft mit einem großen Körper und aus der weggeschleuderten Materie bildete sich der Mond.
  • Die Synestia-Theorie: Die Proto-Erde wurde durch eine heftigere Kollision fast völlig verdampft; im Außenbereich der Synestia genannten Wolke kondensierte der Mond.
Eine 2013 veröffentlichte Entdeckung zeigte, dass Mondgestein, von dem angenommen wird, dass es die ursprüngliche Mondkruste darstellt, einen erstaunlich hohen Wassergehalt aufweist. Dies warf neue Fragen bezüglich der Entstehung des Mondes auf, da sich dieser Befund schwer mit der gut etablierten Kollisionstheorie in Einklang bringen lässt.

Das wissenschaftliche Hauptziel der Apollo-Missionen (1969–1972) bestand darin, auf dem Mond anhand seiner Zusammensetzung Hinweise auf seine Entstehung zu finden. Man suchte klare geochemische Beweise für eine der „Großen drei Theorien“ (Abspaltungstheorie, Einfangtheorie, Schwesterplanet-Theorie), aber die Auswertungen warfen bei allen drei nur neue Widersprüche auf. Stattdessen wurden auf der Grundlage der geborgenen Mondgesteine weitere Vorstellungen entwickelt, die sich im Prinzip aus Teilen der Einfang- und der Abspaltungstheorie zusammensetzen. Gesteinsproben von weiteren Landeplätzen, auch von der Rückseite des Mondes, würden helfen. [3]
Die Mondoberfläche beträgt 38 Millionen km2 und ist damit etwa 15% größer als die Fläche von Afrika mit der arabischen Halbinsel. Sie ist nahezu vollständig von einer grauen Regolith-Schicht bedeckt. Des Mondes redensartlicher „Silberglanz“ wird einem irdischen Beobachter nur durch den Kontrast zum Nachthimmel vorgetäuscht. Tatsächlich hat der Mond eine relativ geringe Albedo (Rückstrahlfähigkeit).

Die Mondoberfläche gliedert sich in Terrae („Länder“) und Maria („Meere“). Die Terrae sind ausgedehnte Hochländer und die Maria sind große Beckenstrukturen, die von Gebirgszügen gerahmt sind und in denen sich weite Ebenen aus erstarrter Lava befinden. Sowohl die Maria als auch die Terrae sind übersät von Kratern. Zudem gibt es zahlreiche Gräben und Rillen sowie flache Dome, jedoch keine aktive Plattentektonik wie auf der Erde. Auf dem Mond ragt der höchste Gipfel 16 km über den Boden der tiefsten Senke, was rund vier Kilometer weniger sind als auf der Erde (Ozeanbecken inbegriffen). [4]
  [1]  Wikipedia (de): Mond
 
  [2]  Wikipedia (de): Mondbahn
  [3]  Wikipedia (de): Entstehung des Mondes
  [4]  Wikipedia (de): Mond → Oberflächenstrukturen
Wikipedia (en): Moon
Wikipedia (en): Outline of the Moon
Wikipedia (en): Orbit of the Moon
Wikipedia (en): Origin of the Moon
Wikipedia (en): Topography of the Moon

Daten
Erfasst werden Parameter unseres Mondes, die ...
Anzahl: etwa ... Datensätze.
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(2)  ...

Quellen und Material
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Wikipedia (de) – Listen
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Wikipedia (en) – Listen
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