Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher der TU Dortmund weisen Wasser auf der gesamten Mondoberfläche nach

11.09.2017

Bis vor wenigen Jahren ging die wissenschaftliche Community davon aus, dass die Mondoberfläche trocken ist. 2009 gelang der Durchbruch: Die Analyse von Infrarotmessungen belegte erstmals das Vorkommen von Wasser auf der Oberfläche des Erdtrabanten. Jetzt konnten Prof. Christian Wöhler und Dr. Arne Grumpe von der TU Dortmund gemeinsam mit Forschern aus Russland zeigen, dass auf der Mondoberfläche sogar deutlich mehr Wasser vorhanden ist, als man bislang nachweisen konnte. Ihre Ergebnisse haben die Forscher in Science Advances veröffentlicht, dem Open-Access-Magazin der renommierten Fachzeitschrift Science.

Christian Wöhler ist Physiker und seit 2010 Professor für Bildsignalverarbeitung an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik. Gemeinsam mit Dr. Arne Grumpe und zwei russischen Kollegen hat er Infrarotmessungen analysiert, die ein Spektrometer an Bord der indischen Raumsonde Chandrayaan-1 im Jahr 2009 aufgenommen hatte.


Die Verteilung von Wasser bzw. Hydroxyl auf der westlichen Hälfte des Mondes am Morgen, Mittag und Nachmittag: Blaue Farbtöne bedeuten hohe und gelb-rötliche Farbtöne geringe Konzentrationen.

TU Dortmund


Prof. Christian Wöhler (links) und Dr. Arne Grumpe von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund.

Nikolas Golsch/TU Dortmund

Dazu haben die Forscher eine neue Methode entwickelt, die eine genauere Analyse ermöglicht und daher zu neuen Erkenntnissen führt. „Die Analyse von Infrarot-Spektraldaten ist äußerst komplex“, sagt Wöhler. „So müssen zum Beispiel verschiedene Einflüsse wie die Wärmestrahlung korrigiert werden. Darauf haben wir in diesem Fall besonders genau geachtet.“

So konnte das Team zeigen, dass Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen in der obersten Schicht der gesamten Mondoberfläche eingelagert sind und nicht – wie bisher angenommen – ausschließlich in der Nähe der Pole des Mondes. Darüber hinaus zeigt ihre Analyse, dass sich die Verteilung des Wassers im Verlauf des „Mondtages“ verändert.

Um zu verstehen, wie den Forschern dieser Nachweis gelingen konnte, stellt sich zunächst die Frage, woher das Wasser auf dem Mond kommt: Hierfür soll der Sonnenwind verantwortlich sein. Er enthält Protonen, also Wasserstoffkerne, die mit dem Sauerstoff im Gestein der Mondoberfläche reagieren. Wie genau diese Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen aussehen, können die Forscher noch gar nicht sagen. Sie vermuten daher, dass es sich um Wasser (H2O) oder Hydroxyl (OH) handelt. Da die chemische Bindung mit dem Oberflächenmaterial nicht stark ist, löst sie sich im Laufe des Mondtages durch Prozesse wie Verdampfung schnell wieder.

Für die Analyse der Infrarotmessungen nutzte das Team das Wissen, dass Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindungen wie Wasser und Hydroxyl Licht bei einer Wellenlänge von drei Mikrometern absorbieren. Dieses Phänomen zeigte ihnen, dass das Wasser beinahe überall in der Oberfläche gebunden ist.

Ihre Ergebnisse machen außerdem deutlich, dass sich die Verteilung des Wassers im Laufe des Mondtages ändert: So zeigen die Hochland-Regionen in den nördlichen und südlichen Breiten am Morgen und Abend eine stärkere Absorption – und damit ein höheres Wasservorkommen – als am Mittag. Die Mare-Regionen des Mondes, also die mit bloßem Auge sichtbaren dunklen Flecken, zeigen zu allen Tageszeiten eine schwächere Absorption.

Die Forschungsergebnisse von Prof. Wöhler und seinem Team machen außerdem deutlich, dass die Entstehung von Wasser oder Hydroxyl auf der Mondoberfläche noch genauer untersucht werden muss. Die Forscher gehen davon aus, dass in den Hochland-Regionen chemisch stärker gebundene Wasser- bzw. Hydroxyl-Komponenten vorhanden sein müssen, die sich nicht auflösen, sondern den ganzen Tag lang bestehen bleiben. Diese können nicht durch die Absorption von Protonen des Sonnenwinds erklärt werden. Dieser Fragestellung widmen sich die Forscher im weiteren Verlauf ihrer Kooperation, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Russian Federation of Basic Research (RFBR) gefördert wird.

Weitere Informationen:

http://advances.sciencemag.org/content/3/9/e1701286

Martin Rothenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-dortmund.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten
23.01.2018 | Universität Basel

nachricht Reisetauglicher Laser
22.01.2018 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Lebensrettende Mikrobläschen

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten

23.01.2018 | Maschinenbau

CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics