Wenn Sie auf weichem Boden herumlaufen, bemerken Sie, wie Ihre Füße Eindrücke hinterlassen? Vielleicht haben Sie gelegentlich etwas von der lockeren Erde in Ihrem Garten ins Haus verfolgt? Wenn Sie einige dieser Spuren aufnehmen würden – was wir als Schmutz oder Erde bezeichnen – und sie unter einem Mikroskop untersuchen würden, was würden Sie sehen?Im Wesentlichen würden Sie die Bestandteile dessen sehen, was als Regolith bekannt ist, eine Ansammlung von Staubpartikeln, Erde, gebrochenem Gestein und anderen Materialien, die hier auf der Erde gefunden werden. Interessanterweise kann das gleiche Grundmaterial auch in anderen terrestrischen Umgebungen gefunden werden – einschließlich Mond, Mars, anderen Planeten und sogar Asteroiden.

Definition:

Der Begriff Regolith bezieht sich auf jede Materialschicht, die festes Gestein bedeckt, das in Form von Staub, Erde oder gebrochenem Gestein vorliegen kann. Das Wort leitet sich aus der Kombination zweier griechischer Wörter ab – Rhegos (was „Decke“ bedeutet) und Lithos (was „Fels“ bedeutet).

Erde:

Auf der Erde nimmt Regolith die Form von Schmutz, Erde, Sand und anderen Bestandteilen an, die durch natürliche Verwitterung und biologische Prozesse entstehen. Aufgrund einer Kombination aus Erosion, Schwemmlandablagerungen (d. H. bewegtem Wasser, das Sand ablagert), Vulkanausbrüchen oder tektonischer Aktivität wird das Material langsam gemahlen und über festem Grundgestein ausgelegt.

Es kann aus Tonen, Silikaten, verschiedenen Mineralien, Grundwasser und organischen Molekülen bestehen. Regolith auf der Erde kann von im Wesentlichen abwesend bis zu Hunderten von Metern dick variieren. Es kann auch sehr jung sein (in Form von Asche, Alluvium oder Lavagestein, das gerade abgelagert wurde) bis zu Hunderten von Millionen Jahren alt (Regolith aus dem Präkambrium kommt in Teilen Australiens vor).Auf der Erde ist das Vorhandensein von Regolith einer der wichtigsten Faktoren für das meiste Leben, da nur wenige Pflanzen auf oder in festem Gestein wachsen können und Tiere ohne loses Material keinen Unterschlupf finden oder bauen können. Regolith ist auch für den Menschen wichtig, da es seit Anbeginn der Zivilisation (in Form von Lehmziegeln, Beton und Keramik) zum Bau von Häusern, Straßen und anderen Bauarbeiten verwendet wurde.

Der Unterschied in der Terminologie zwischen „Boden“ (aka. schmutz, schlamm, etc.) und „Sand“ ist das Vorhandensein organischer Materialien. Im ersteren existiert es in Hülle und Fülle und unterscheidet Regolith auf der Erde von den meisten anderen terrestrischen Umgebungen in unserem Sonnensystem.

Der Mond:

Die Oberfläche des Mondes ist mit einem feinen pulverförmigen Material bedeckt, das Wissenschaftler als „Mondregolith“ bezeichnen. Fast die gesamte Mondoberfläche ist mit Regolith bedeckt, und Grundgestein ist nur an den Wänden sehr steiler Krater sichtbar.

Der Mondregolith wurde über Milliarden von Jahren durch konstante Meteoriteneinschläge auf der Mondoberfläche gebildet. Wissenschaftler schätzen, dass sich der Mondregolith an einigen Stellen 4-5 Meter und in den älteren Hochlandgebieten sogar bis zu 15 Meter tief erstreckt.

Als die Pläne für die Apollo-Missionen erstellt wurden, befürchteten einige Wissenschaftler, dass der Mondregolith zu leicht und zu pulverig sein würde, um das Gewicht des Mondlanders zu tragen. Anstatt auf der Oberfläche zu landen, befürchteten sie, dass der Lander einfach wie eine Schneebank darin versinken würde.

Allerdings zeigten Landungen, die von robotischen Vermessungs-Raumfahrzeugen durchgeführt wurden, dass der Mondboden fest genug war, um ein Raumschiff zu tragen, und Astronauten erklärten später, dass sich die Oberfläche des Mondes unter ihren Füßen sehr fest anfühlte. Während der Apollo-Landungen, Die Astronauten fanden es oft notwendig, einen Hammer zu verwenden, um ein Kernprobenahmewerkzeug hineinzutreiben.

Als Astronauten die Oberfläche erreichten, berichteten sie, dass der feine Mondstaub an ihren Raumanzügen klebte und dann das Innere des Mondlanders bestäubte. Die Astronauten behaupteten auch, dass es in ihre Augen gelangte und sie rot machte; und schlimmer noch, sogar in ihre Lungen, was ihnen Husten gab. Mondstaub ist sehr abrasiv und bekannt für seine Fähigkeit, Raumanzüge und Elektronik zu zermürben.

Der Grund dafür ist, dass der Mondregolith scharf und gezackt ist. Dies liegt daran, dass der Mond keine Atmosphäre oder fließendes Wasser und damit keinen natürlichen Verwitterungsprozess hat. Als die Mikrometeoroiden in die Oberfläche einschlugen und alle Partikel erzeugten, gab es keinen Prozess, um ihre scharfen Kanten zu zermürben.Der Begriff Mondboden wird oft synonym mit „Mondregolith“ verwendet, aber einige haben argumentiert, dass der Begriff „Boden“ nicht korrekt ist, weil er als organisch definiert ist. Der Standardgebrauch unter Mondwissenschaftlern neigt jedoch dazu, diese Unterscheidung zu ignorieren. „Mondstaub“ wird ebenfalls verwendet, bezieht sich jedoch hauptsächlich auf noch feinere Materialien als Mondboden.Während die NASA an Plänen arbeitet, in den kommenden Jahren Menschen zurück zum Mond zu schicken, arbeiten Forscher daran, die besten Möglichkeiten zu finden, mit dem Mondregolith zu arbeiten. Zukünftige Kolonisten könnten Mineralien, Wasser und sogar Sauerstoff aus dem Mondboden abbauen und daraus auch Basen herstellen.

Mars:

Lander und Rover, die von der NASA, den Russen und der ESA zum Mars geschickt wurden, haben viele interessante Fotos zurückgegeben, die eine Landschaft zeigen, die mit riesigen Sand- und Staubflächen sowie Felsen und Felsbrocken bedeckt ist.

Im Vergleich zu Mondregolith ist Marsstaub sehr fein und genug bleibt in der Atmosphäre suspendiert, um dem Himmel einen rötlichen Farbton zu verleihen. Der Staub wird gelegentlich in riesigen, planetenweiten Staubstürmen aufgenommen, die aufgrund der sehr geringen Dichte der Atmosphäre ziemlich langsam sind.

Der Grund, warum der Regolith des Mars so viel feiner ist als der auf dem Mond gefundene, wird dem fließenden Wasser und den Flusstälern zugeschrieben, die einst seine Oberfläche bedeckten. Marsforscher untersuchen derzeit, ob auch in der heutigen Epoche noch Marsregolith geformt wird oder nicht.Es wird angenommen, dass große Mengen von Wasser- und Kohlendioxideis im Regolith gefroren bleiben, was von Nutzen wäre, wenn und wenn in den kommenden Jahrzehnten bemannte Missionen (und sogar Kolonisierungsbemühungen) stattfinden.

Der Mond von Deimos ist ebenfalls von einer Schicht Regolith bedeckt, die auf eine Dicke von 50 Metern (160 Fuß) geschätzt wird. Bilder des Viking 2-Orbiters bestätigten seine Anwesenheit aus einer Höhe von 30 km (19 Meilen) über der Mondoberfläche.

Asteroiden und äußeres Sonnensystem:

Der einzige andere Planet in unserem Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er Regolith hat, ist Titan, Saturns größter Mond. Die Oberfläche ist bekannt für seine ausgedehnten Dünenfelder, deren genaue Herkunft jedoch nicht bekannt ist. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass es sich um kleine Fragmente von Wassereis handeln könnte, die von Titans flüssigem Methan erodiert wurden, oder möglicherweise um organische Partikel, die sich in der Titanatmosphäre bildeten und auf die Oberfläche regneten.

Eine andere Möglichkeit ist, dass eine Reihe von starken Windumkehrungen, die zweimal während eines einzigen Saturnjahres (30 Erdjahre) auftreten, für die Bildung dieser Dünen verantwortlich sind, die mehrere hundert Meter hoch sind und sich über Hunderte von Kilometern erstrecken. Derzeit sind sich Erdwissenschaftler noch nicht sicher, woraus Titans Regolith besteht.

Die vom Penetrometer der Huygens-Sonde zurückgegebenen Daten deuteten darauf hin, dass die Oberfläche tonartig sein könnte, aber eine Langzeitanalyse der Daten hat ergeben, dass sie aus sandähnlichen Eiskörnern bestehen könnte. Die Bilder, die die Sonde bei der Landung auf der Mondoberfläche aufnahm, zeigen eine flache Ebene, die mit abgerundeten Kieselsteinen bedeckt ist, die aus Wassereis bestehen können, und deuten auf die Einwirkung bewegter Flüssigkeiten auf sie hin.

Es wurde beobachtet, dass Asteroiden auch Regolith auf ihren Oberflächen haben. Diese sind das Ergebnis von Meteoriteneinschlägen, die im Laufe von Millionen von Jahren stattgefunden haben, ihre Oberflächen pulverisieren und Staub und winzige Partikel erzeugen, die in den Kratern transportiert werden.

Die NASA-Raumsonde NEAR Shoemaker produzierte Beweise für Regolith auf der Oberfläche des Asteroiden 433 Eros, die bis heute die besten Bilder von Asteroidenregolith sind. Zusätzliche Beweise wurden von JAXAS Hayabusa-Mission geliefert, die klare Bilder von Regolith auf einem Asteroiden lieferte, der für zu klein gehalten wurde, um ihn festzuhalten.Bilder, die von den Kameras des optischen, spektroskopischen und Infrarot-Fernbildsystems (OSIRIS) an Bord der Raumsonde Rosetta geliefert wurden, bestätigten, dass der Asteroid 21 Lutetia in der Nähe seines Nordpols eine Regolithschicht aufweist, die in großen Erdrutschen im Zusammenhang mit Schwankungen der Albedo des Sterns fließt.

Um es kurz zu machen: Wo immer es Gestein gibt, gibt es wahrscheinlich Regolith. Ob es das Produkt von Wind oder fließendem Wasser ist oder das Vorhandensein von Meteoren, die auf die Oberfläche treffen, guter altmodischer „Schmutz“ kann fast überall in unserem Sonnensystem gefunden werden; und höchstwahrscheinlich im Universum darüber hinaus …

Wir haben hier auf Universe Today mehrere Artikel über den Regolith des Mondes geschrieben. Hier ist eine Möglichkeit, wie Astronauten mit einfachen Küchengeräten Wasser aus Mondregolith gewinnen können, und ein Artikel über die Suche der NASA nach einem Mondgräber.

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Sie können sich einen sehr interessanten Podcast über die Entstehung des Mondes von Astronomy Cast anhören, Episode 17: Woher kam der Mond?