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Wie kam die Erde zu ihrem Mond? Die Kollisionstheorie (Illustration: Gemini Observatory) 1 Präsentation: Christoph Tscherne.

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Präsentation zum Thema: "Wie kam die Erde zu ihrem Mond? Die Kollisionstheorie (Illustration: Gemini Observatory) 1 Präsentation: Christoph Tscherne."—  Präsentation transkript:

1 Wie kam die Erde zu ihrem Mond? Die Kollisionstheorie (Illustration: Gemini Observatory) 1 Präsentation: Christoph Tscherne

2 Inhaltsverzeichnis 1.Eine kurze Historie 2.Der Mond 3.Woher wir über den Mond wissen 4.Die wichtigsten Theorien der Mondentstehung 5.Im Detail: Die Kollisionstheorie 6.Neue Erkenntnisse: Muss die Kollisionstheorie verworfen werden? 2

3 1. Eine kurze Historie Entstehung des Universums Urknall vor ca. 13,7 Mrd. Jahren Entstehung des Sonnensystems Vor ca. 4,6 Mrd. Jahren aus dem Sonnennebel Entstehung der Erde Hadaikum (vor 4,6-3,8 Mrd. Jahren) Vgl. Kollisionstheorie Archaikum (vor 3,8-2,5 Mrd. Jahren) Proterozoikum (vor 2,5 Mrd. Jahren bis vor ca. 500 Mil. Jahren) 3 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

4 2. Der Mond Abstand zur Erde ca km Durchmesser ca. 3476km (rund 1/4 der Erde) Masse ca. 7,349 · kg (rund 1/81 der Erde (!) ) Schwerkraft Fallbeschleunigung von ca. 1,6m/s² Temperatur -160°C bis +130°C Dunkle Seite des Mondes Sein Einfluss auf unser Leben 4 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

5 3. Woher wir über den Mond wissen Erdgebundene Forschung Mittels Fernrohr Erforschung mittels Raumfahrzeugen Aufnahmen der Rückseite Mondgestein Menschen auf dem Mond Aktuelle und zukünftige Mondmissionen 5 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

6 4. Die wichtigsten Theorien der Mondentstehung i.Die Abspaltungstheorie ii.Die Einfangtheorie iii.Die Schwesterplanet-Theorie iv.Die Öpik-Theorie v.Die Viele-Monde-Theorie vi.Die Kollisionstheorie 6 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

7 Was muss eine Theorie liefern? Physikalisch möglich Mit beobachtbaren Eigenschaften vereinbar Eigenschaften erklären Wichtige Eigenschaften des Mondes im Vergleich zur Erde Geringere Dichte Großes Defizit an leicht flüchtigen Elementen z.B.: Wasser, Eisen Anteil an schnell kondensierenden Elementen höher z.B.: Aluminium, Uran Isotopische Zusammensetzung der Gesteine annähernd ident Drehimpuls des Systems Erde-Mond ist sehr hoch 7 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

8 4. i. Die Abspaltungstheorie George Howard Darwin 1878 Abspaltung des Mondes aus der jungen, glut-flüssigen Erde aufgrund schneller Rotation (vgl. Tropfenmodell) Größe und Zusammensetzung des Mondes ΧHohe Rotationsgeschwindigkeit (Tageslänge auf der Erde: 2-3 Stunden) ΧBahnebene des Mondes gegen Äquatorebene der Erde geneigt 8 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

9 4. ii. Die Einfangtheorie Thomas Jefferson Jackson See 1909 Mond entstand nicht in Erdnähe, wurde aber bei einer Begegnung von der Erde eingefangen Drehimpuls des Systems Erde-Mond Dichteunterschied von Erde und Mond ΧEinfang bedingt eine sehr spezielle Bahn -> Zufälligkeit ΧWarum haben Erde und Mond eine ähnliche isotopische Zusammensetzung? 9 1. Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

10 4. iii. Die Schwesterplanet-Theorie Carl Friedrich von Weizsäcker 1944 Idee: Immanuel Kant 1755 Erde und Mond entstanden gemeinsam aus dem Ur-Nebel, der die frühe Sonne umgab Größe und Masse des Mondes ΧDichteunterschied Erde-Mond ΧNeigung der Mondbahn ΧUnterschied in leicht und schwer flüchtigen Elementen Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

11 4. iv. Die Öpik-Theorie Ernst Öpik 1955 Heiße Erde dampft Materie ab Materie bildet gemeinsam mit Teilen des Ringsystems um Erde den Proto-Mond Chemische Zusammensetzung des Mondes ΧDrehimpuls Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

12 4. v. Die Viele-Monde-Theorie Thomas Gold 1962 Einfang mehrerer kleinerer Objekte durch die Erde, welche kollidieren und den Mond bilden Wahrscheinlicher als Einfangtheorie ΧZusammensetzung des Mondes ΧWarum sollte Erde ein Spezialfall sein? Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

13 4. vi. Die Kollisionstheorie William K. Hartmann und Donald R. Davis 1975 Kollision der Proto-Erde mit etwa marsgroßen Protoplaneten (Theia) Aus freigesetzten Material bildete sich Proto-Mond Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

14 Im Detail: Die Kollisionstheorie 1975: Satellite-Sized Planetesimals and Lunar Origins (Hartmann, Davis) Durchbruch erst 1984 bei einer Konferenz in Hawaii Überlegenheit gegenüber anderen Theorien Erklärt Ähnlichkeit in isotopischer Zusammensetzung Erklärt geringere Dichte des Mondes Erklärt unterschiedliche Häufigkeit bestimmter Elemente Erklärt Drehimpuls Kollision Marsgroßer Protoplanet Winkel 45° (streifender Einschlag) Relativgeschwindigkeit < 4km/s ( km/h) Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

15 Neue Erkenntnisse: Muss die Kollisionstheorie verworfen werden? Bisherige Simulationen: Etwa 40% des Mondmaterials stammen von Theia Untersuchung des Mondgesteins der Apollo- Missionen zeigt: Erde und Mond sind sich zu ähnlich! Keine sinnvolle Erklärung warum Titanisotope Erde und Mond einander derart gleichen Historie 2. Mond 3. Wissen 4. Entsteh- ung 5. Impact 6. Zweifel

16 Herzlichen Dank für eure Aufmerksamkeit! 16


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