Unter der Dewar-Region auf der erdabgewandten Seite des Mondes liegt ein Vulkan, der seit Milliarden Jahren von Gestein bedeckt ist. Forschende haben dort einen etwa 4,2 Milliarden Jahre alten Vulkankomplex entdeckt. Der unterirdische Körper besteht aus erstarrtem Magma, ist rund 60 Kilometer breit und reicht bis ungefähr neun Kilometer tief.

Der Fund erklärt zugleich ein lange rätselhaftes Signal: In derselben Gegend treten eine starke Magnetfeldanomalie und eine deutliche Schwerefeldanomalie auf. Anna Mittelholz von der ETH Zürich und ihr Doktorand Xi Yang haben dafür Daten mehrerer Mondsonden neu ausgewertet. Darunter waren die NASA-Mission GRAIL für Schwerkraftmessungen, Lunar Prospector für Magnetfelddaten sowie die japanische Kaguya-Sonde.

Ein Vulkan als Magnetfeld-Archiv

Zum ersten Mal kombinierten die Forschenden Schwere- und Magnetfelddaten, um gleichzeitig die Dichte und die Magnetisierung des Monduntergrunds zu bestimmen. Beteiligt waren außerdem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die TU Berlin und das Grazer Institut für Weltraumforschung. Die Ergebnisse wurden in „Science Advances“ veröffentlicht.

Das Bild, das sich daraus ergibt, ist ziemlich markant: Der Vulkan ist dichter als das umliegende Gestein und stark magnetisiert. Das damalige Magnetfeld des Mondes war wahrscheinlich stärker als 10 Mikrotesla. In Teilen des Vulkans könnten sogar bis zu 22 Mikrotesla erreicht worden sein. Zum Vergleich: Das heutige Erdmagnetfeld bringt es auf etwa 50 Mikrotesla.

Heftige Meteoriteneinschläge scheiden als Ursache aus, weil die Dewar-Region nicht in dem Gebiet liegt, das dafür infrage käme. Wahrscheinlicher ist ein über Millionen Jahre aktiver Dynamo im Mondkern. Während das Magma langsam abkühlte, wurde es durch das länger bestehende Magnetfeld magnetisiert. Die Ergebnisse passen damit zu früheren Untersuchungen, die den Mondmagnetismus mit Schmelzprozessen an der Kern-Mantel-Grenze verbinden.

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Offen bleibt trotzdem die große Frage: Wie konnte der vergleichsweise kleine Mondkern genügend Energie für ein so starkes und lang anhaltendes Magnetfeld liefern? Genau darauf richtet sich die Forschung zunehmend. Wie der Mond-Dynamo funktioniert hat, ist noch längst nicht ausbuchstabiert.

Helle Wirbel, geschützter Boden

Die Messungen liefern auch eine mögliche Erklärung für die hellen, geschwungenen Mondwirbel. Sie entstehen in Regionen, in denen Magnetfeldlinien horizontal verlaufen. Dort lenkt das Magnetfeld energiereichen Sonnenwind ab. Die geschützte Oberfläche verwittert weniger und bleibt heller – wie ein Stück Boden, das nicht ständig dem rauen Wetter ausgesetzt ist, nur dass dieses „Wetter“ aus Teilchen der Sonne besteht.

Für künftige Astronautinnen und Astronauten könnten solche Magnetfeldlinien nützlich sein: Sie bieten möglicherweise Schutz vor Sonnenwind. Mondwirbel könnten deshalb Hinweise auf geeignete Bereiche liefern. Für kommende Artemis-Missionen sind die Erkenntnisse relevant.

Die Gesteinsanalysen der Mondrückseite zeigen ohnehin, dass sich diese Hemisphäre geologisch deutlich von der erdzugewandten Seite unterscheidet. Vorne liegen die großen dunklen, erkalteten Lavagebiete, die Mare. Hinten ist die Oberfläche stark zerkratert und von Gebirgszügen geprägt; große Mare fehlen fast vollständig.

Ein Archiv für die frühe Erde

Der Mond gilt als wichtiges geologisches Archiv, weil er im Gegensatz zur Erde viele Spuren seiner frühen Entwicklung bewahrt hat. Unser heutiges Wissen stammt vor allem aus Apollo-Gesteinsproben und kurzzeitig betriebenen Experimenten, aus Mondsonden und Teleskopbeobachtungen sowie aus den chinesischen Probenrückführungen Chang’e 5 und Chang’e 6 aus den Jahren 2020 und 2024.

Eine mögliche Erklärung für die Unterschiede zwischen Vorder- und Rückseite liefert die Theorie des sogenannten „Erdscheins“. Nach der derzeit bevorzugten Entstehungstheorie prallte der marsgroße Protoplanet Theia auf die junge Erde. Aus den Trümmern von Erde und Theia entstand der Mond. Computersimulationen und geochemische Daten stützen dieses Modell, weitere Belege könnten Mondmantelproben liefern.

Nach seiner Entstehung war der Mond vermutlich etwa 15-mal näher an der Erde als heute. Als die Gezeitenbindung einsetzte, zeigte eine Hemisphäre dauerhaft zur Erde. Die damals sehr heiße Erde könnte die Mondvorderseite zusätzlich aufgeheizt und dort womöglich Gestein aufgeschmolzen haben. Verdampftes Material könnte um den Mond geströmt und auf der Rückseite abgeregnet sein – dadurch wäre deren dicke Kruste entstanden.

Ob der Mond heute noch geologisch aktiv ist, ist allerdings nicht geklärt. Geologische Aktivität wird durch Wärme im Inneren eines Himmelskörpers angetrieben. Als Wärmequellen kommen Restwärme aus der Entstehung, der Zerfall langlebiger radioaktiver Elemente und Gezeitenreibung infrage. Wegen seiner geringen Größe dürfte der Mond seine ursprüngliche Wärme weitgehend verloren haben. Gesteinsproben und Modelle weisen zudem nicht auf große, bisher unentdeckte Mengen radioaktiver Elemente hin. Auch die Gezeitenwirkung der Erde erzeugt nach Berechnungen keine erhebliche Erwärmung des Mondinneren.

Und trotzdem gibt es weiterhin Mondbeben. Kraterbasierte Altersbestimmungen deuten außerdem darauf hin, dass noch vor etwa 100 Millionen Jahren vulkanische Aktivität stattfand. Chang’e 5 und Chang’e 6 weisen sogar auf Vulkanismus bis vor mindestens zwei Milliarden Jahren hin. Jüngere Gesteine fehlen bislang. Mantelgestein mit vielen Zerfallsprodukten radioaktiver Elemente könnte zeigen, dass im Mondinneren doch mehr wärmeerzeugende Isotope stecken – und damit erklären, warum im Untergrund noch etwas los ist.

Seismometer, Eis und die nächsten Missionen

Zur Untersuchung des Mondinneren sollen Seismometer eingesetzt werden. Die Apollo-Seismometer waren bis 1977 aktiv, standen aber ausschließlich auf der Mondvorderseite. Auf der Rückseite gibt es bislang keine. Für Artemis IV ist derzeit eine bemannte Landung nahe dem Südpol für 2028 vorgesehen. Die Besatzung soll dort das Seismometerpaket Lunar Environment Monitoring Station (LEMS) installieren.

Im Rahmen des NASA-Programms Commercial Lunar Payload Services (CLPS) soll zusätzlich die Farside Seismic Suite robotisch auf der Rückseite aufgestellt werden. Auch eine mögliche chinesische bemannte Mission zur Mondvorderseite könnte Seismometer mitführen. Aus mehreren Stationen könnte so ein globales seismisches Netzwerk entstehen – endlich nicht mehr nur ein Ohr auf einer Seite des Mondes.

Heute, am 24.09.2026, ist das keine ferne Planskizze mehr. Die NASA plant im Rahmen des Artemis-Programms zahlreiche bemannte und robotische Mondmissionen zur wissenschaftlichen Untersuchung und Rohstoffsuche. Artemis II schickte im April 2026 erstmals seit mehr als 50 Jahren wieder Astronauten um den Mond. Künftige Missionen sollen offene Fragen zur inneren Struktur, zur geologischen Aktivität, zur Entstehung und zu den Wasservorkommen klären.

Gerade das Wasser macht den Südpol so wichtig. In dauerhaft beschatteten Kratern gibt es Wassereis. Es könnte als Trink- und Brauchwasser dienen, den Pflanzenanbau ermöglichen oder zur Herstellung von Raketentreibstoff genutzt werden. Roboter sollen einen großen Teil der Suche übernehmen: Der NASA-Rover VIPER soll nach Wasser unterhalb der Oberfläche suchen und Bohrungen durchführen. Auch das Lunar Terrain Vehicle kann nach Eis suchen – gesteuert von Astronauten oder autonom. Der Lunar Dielectric Analyzer soll elektrische Ströme im Untergrund messen, die auf Eis hinweisen können.

Wo genau das Wasser vorkommt und in welcher Form, ist noch offen. Ebenso ungeklärt bleibt seine Herkunft auf der Erde. Wasserreiche Kometen kommen als Quelle infrage, ebenso wasserärmere Asteroiden. Untersuchungen von Meteoriten und irdischen Ozeanen sprechen eher für Asteroiden, entschieden ist die Sache aber nicht. Das relativ unveränderte Mondgelände könnte ursprüngliche Hinweise bewahrt haben. Mondwassereis könnte ein älteres oder ursprünglicheres chemisches Signal enthalten – vielleicht stammt das Wasser auf Erde und Mond wegen ihrer ähnlichen frühen Geschichte sogar aus derselben Quelle.

Eckdaten des Fundes:</strong