Thermische Entwicklung und Gezeitenverfomung des Mondes

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Oberst; Dr. Ana-Catalina Plesa
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 551620924

Modelle des inneren Aufbaus, sowie Messungen der Rotation und der Verformung des Mondes durch Gezeitenkräfte liefern wichtige Hinweise auf die Entstehung des Erdtrabanten und somit auch auf die Entstehung und Entwicklung des Erde-Mond-Systems. Aufgrund seiner Nähe zur Erde wurde der Mond zu einem wichtigen Ziel für die frühe Exploration durch Astronauten und robotische Missionen und ist gerade in den letzten Jahren wieder in den Fokus als Missionsziel internationaler Raumfahrtagenturen gerückt. Die Apollo Seismometer, die zwischen 1972 und 1977 in Betrieb waren, lieferten erste Modelle des inneren Aufbaus des Mondes. Neuere Missionen, ausgestattet mit modernen „Radio Science“ Experimenten und Laser-Altimetern lieferten präzise Daten zum Schwerefeld und zur Gezeitendeformation. In diesem Projekt erstellen wir globale thermo-chemische 3D-Modelle des Mondes und leiten daraus Vorhersagen zur Rheologie und die heute zu beobachtende Verformung des Mondes aufgrund der Gezeitenwechselwirkung mit der Erde und der Sonne ab. Die Amplituden und Phasen dieser periodischen Verformung liefern wertvolle Informationen über den thermischen Zustand und den inneren Aufbau des Mondes. Das Ziel des Projekts besteht darin, anhand der gemessenen Gezeitenverformung die thermische Entwicklung und den aktuellen thermischen Zustand sowie die innere Struktur des Mondes zu bestimmen. Dazu modellieren wir die Entwicklung thermischer und chemischer Anomalien über die gesamte thermochemische Geschichte des Mondes bis zum heutigen Tag und berechnen die heutige Gezeitendeformation. Die Modelle, die die beobachtete Gezeitenverformung reproduzieren können, werden als erfolgreiche Szenarien betrachtet und werden verwendet, um Rückschlüsse auf die thermische Entwicklung und das heutige Innere des Mondes zu ziehen. Neben der Gezeitenverformung liefern unsere globalen 3D-Modelle Vorhersagen zur globalen Kontraktion und dadurch entstehende thermo-elastische Spannungen, sowie zu beobachtender Seismizität und zum Wärmefluss. Erstmalig wird ein solches gekoppeltes System aus geodynamischer Entwicklung und Gezeitenverformung angewendet, um die thermochemische Geschichte und das Innere des Mondes zu erforschen. Unsere Arbeiten werden einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis des inneren Aufbaus des Erdtrabanten leisten und dabei helfen, Anforderungen für zukünftige Experimente zu formulieren, die eine weitere Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Modellen der Entstehung und der thermischen Entwicklungen des Mondes ermöglichen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen