Im April 2026 fand mit „Artemis 2“ die erste bemannte Mondmission nach über 50 Jahren statt. Eine Astronautin und drei Astronauten umrundeten den Mond. Im Rahmen der Artemis-3-Mission soll im Jahr 2027 mit einer echten Mondlandefähre das Andockverfahren im Erdorbit geprobt werden. Im Jahr 2028 sollen im Rahmen der Missionen Artemis 4 und 5 bemannte Landungen auf dem Mond erfolgen. Bis zum Jahr 2035 soll eine bemannte Station auf dem Mond entstehen. Die Chinesen verfolgen ebenfalls entsprechende Pläne. Mit der Artemis-2-Mission ist ein neues Zeitalter im Weltraum angebrochen. Die Menschheit möchte nachhaltig auf dem Mond bleiben und später auch zum Mars aufbrechen. Vor diesem Hintergrund geht der ausführliche Artikel auf den aktuellen Forschungsstand zum Aufbau, zur Entstehung und zu den Eigenschaften des Mondes sowie auf seine Bedeutung für die Erde und das Leben ein.
Bild 1: Das Orion-Raumschiff „Artemis 2“ mit Mond und Erde / Quelle: Artemis-2-Mission
Einleitung
Der Mond ist ein natürlicher Satellit bzw. Trabant der Erde. Aufgrund der Größenverhältnisse zwischen Erde und Mond wird auch von einem Doppelplaneten-System gesprochen. Der Durchmesser des Mondes beträgt 3.476 km und damit rund ein Viertel des Erddurchmessers. Im Sonnensystem ist der Mond damit der fünftgrößte Trabant. Die Entfernung zwischen Erde und Mond bewegt sich in einem Bereich von 363.300 km bis 405.500 km. Die mittlere Entfernung beträgt 384.400 km. Die Masse des Mondes beträgt 1/81 der Erdmasse. Aufgrund der geringen Oberflächengravitation kann der Mond keine Atmosphäre halten. Die mittlere Dichte des Mondes beträgt 3,3 g/cm³.
Rotation und Bahnbewegung des Mondes
Der Mond rotiert in rund 27,3 Tagen um seine eigene Achse, im Prinzip genauso lange, wie er für einen Umlauf um die Erde benötigt. Dadurch ist, abgesehen von leichten Schwankungen, der Erde immer dieselbe Mondseite zugewandt. In diesem Fall wird von einer gebundenen Rotation gesprochen. Sie kommt durch die Gezeitenwirkung (periodische Verschiebung von Massen aufgrund der Gravitation) zwischen Erde und Mond zustande. Eine Nacht oder ein Tag auf dem Mond dauern jeweils rund 14 Tage. Dabei schwankt die Temperatur zwischen –160 °C und +130°C. Aufgrund von leichten Schwankungen können etwa 59 Prozent der Mondoberfläche von der Erde aus gesehen werden. Ursachen hierfür sind, dass sich während eines Mondumlaufs auch die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne weiterbewegt. Des Weiteren ist die Mondbahn bezogen auf die Erdbahnebene (Ekliptik) um 5,145° geneigt und ihre Exzentrizität (Abweichung von der Kreisbahn) beträgt 0,0549. Die Neigung der Mondachse hat einen Wert von 6,68°. Besonders auffällig sind die Phasen des Mondes.
Bild 2: Der Erduntergang vom Mond aus gesehen / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Es wird in der Regel zwischen der siderischen und der synodischen Umlaufzeit des Mondes unterschieden. Erstere bezieht sich auf die Sterne und beträgt 27,32 Tage. Letztere bezieht sich auf den Durchlauf der Mondphasen, etwa von Vollmond zu Vollmond, und beträgt 29,5 Tage. Wie oben bereits beschrieben, bewegt sich auch die Erde auf ihrer Bahn weiter, so dass der Mond bis zum Wiedererreichen einer bestimmten Phase etwas nachlaufen muss. Die Mondphasen kommen durch die Stellung von Erde, Mond und Sonne zueinander zustande. Bei Halbmond stehen die drei Himmelsobjekte in einem Winkel von 90° zueinander. Bei Vollmond steht der Mond in Opposition zur Sonne (180° voneinander an der Himmelskugel entfernt) bzw. die Erde steht zwischen Sonne und Mond. Wenn Sonne und Mond in Konjunktion zueinander stehen (0°), also zusammen etwa am gleichen Himmelsort, ist Neumond. Alle anderen Phasen des Mondes ergeben sich aus den Stellungen dazwischen.
Aufgrund der Neigung der Mondbahn gegenüber der Erdbahnebene wandert der (Neu-)Mond in der Regel unterhalb oder oberhalb an der Sonne vorbei. Befindet sich der Mond jedoch im Bereich seiner Bahnknoten, der Schnittebene der Mond- und Erdbahnebene, kommt es zu einer Bedeckung der Sonne durch den Mond. Am Himmel betragen die scheinbaren Größen von Mond und Sonne etwa 1/2°, so dass sie etwa gleich groß sind. Je nach Entfernung des Mondes von der Erde zum Zeitpunkt einer Finsternis erfolgt eine vollständige Bedeckung (totale Sonnenfinsternis) oder die scheinbare Mondscheibe ist etwas kleiner als die scheinbare Sonnenscheibe, womit es dann zu einer ringförmigen Sonnenfinsternis kommt.
Bild 3: Eine Sonnenfinsternis von Artemis 2 aus erzeugt und gesehen / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Von einer partiellen Sonnenfinsternis oder auch Mondfinsternis wird gesprochen, wenn von einem bestimmten Ort der Erde die Himmelskörper nur teilweise bedeckt bzw. verfinstert sind und die Totalitätsphase von dort aus nicht beobachtet werden kann. Die Mondfinsternis kommt ebenfalls nur zustande, wenn sich der Vollmond im Bereich seiner Bahnknoten aufhält. In diesem Fall wandert der Mond durch den Erdschatten und wird verfinstert. Wenn Neumond ist, dann ist vom Mond aus gesehen die Erde voll beleuchtet. Kurz nach oder vor Neumond kann zeitweise schwach der ganze Mond wahrgenommen werden. Hierbei handelt es sich um von der Erde aus zum Mond reflektiertes Sonnenlicht. In diesem Fall wird vom „aschgrauen Licht“ des Mondes gesprochen. Bei Vollmond liegt die scheinbare Helligkeit bei −12,5 mag. Das Albedo (Rückstrahlungsvermögen) der Mondoberfläche beträgt 0,12.
Bild 4: Die Totalitätsphase der Sonnenfinsternis von Artemis 2 aus gesehen / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Die Entstehung des Mondes
Nach der Abspaltungshypothese löste sich der Mond von einer sehr schnell rotierenden Erde ab. Der Prozess soll während der Erdentstehung stattgefunden haben, als sich die noch nicht verfestigte Erde formte. Am Erdäquator bildete sich demnach eine Ausbuchtung, aus der sich das Material für den Mond löste. Aus diesem Material soll sich dann der Mond geformt haben. Die Hypothese würde die Ähnlichkeiten zwischen der materiellen Zusammensetzung des Erdmantels und die des Mondes erklären. Allerdings müsste die Erde in diesem Fall in weniger als zwei Stunden um ihre Achse rotiert sein, was als unwahrscheinlich gilt. Unklar wäre auch, wie sich der Drehimpuls der Erde abgebaut haben soll. Er müsste aufgrund der Drehimpulserhaltung irgendwohin übertragen worden sein. Im System Erde – Mond befindet sich kein entsprechender Bahn- und Eigendrehimpulsbetrag, um einen entsprechenden Drehimpulsübertrag erklären zu können.
Die Doppelplanethypothese geht von einer gemeinsamen Entstehung der Erde und des Mondes, etwa am gleichen Ort und zur gleichen Zeit, in der protoplanetaren Gas- und Staubwolke aus. Dies würde zwar die Gemeinsamkeiten zwischen Erde und Mond erklären, nicht jedoch die deutlichen Unterschiede. So besitzt die Erde einen Metallkern und der Mond nicht.
Die Einfanghypothese geht davon aus, dass der Mond zunächst an einem anderen Ort im Sonnensystem entstanden ist und erst später von der Erde eingefangen wurde. Prinzipiell ist das möglich, jedoch sehr unwahrscheinlich. Die Erde hätte den Mond nicht so einfach einfangen können. Eher würde es zu einer Kollision zwischen beiden Himmelskörpern oder zu einem durch die Erdmasse beschleunigten Vorbeiflug des Mondes kommen. Nur mit Hilfe der entsprechenden Masse eines dritten Himmelsobjektes hätte die Erde den Mond einfangen können. Des Weiteren würde diese Hypothese zwar die Unterschiede zwischen Erde und Mond, nicht jedoch deren Gemeinsamkeiten erklären können.
Im Jahr 1975 wurde von Davis und Hartmann die bis heute favorisierte Kollisionshypothese aufgestellt. In die noch junge Erde hat vor etwa 4,52 Milliarden Jahren ein großes Objekt eingeschlagen, dessen Größe und Masse mit der des Planeten Mars vergleichbar war. Dabei wurde Material aus der Erdkruste herausgeschlagen, welches sich mit dem Material des Impaktkörpers vermengte und den Mond bildete. Diese Hypothese kann viele Eigenschaften des Systems Erde – Mond erklären. Der metallhaltige Kern des Impaktkörpers ist im Erdkern stecken geblieben und hat nicht zum Mondmaterial beigetragen. Aus diesem Grund befinden sich im Mondkern kaum Metalle. Der Mond hat sich aus den silikatischen Anteilen des Erdmantels und des Impaktkörpers gebildet. Sowohl die Gemeinsamkeiten als auch die Unterschiede in den Zusammensetzungen des Erdmantels und des Mondes finden in dieser Hypothese ihre Erklärung. So weisen die Sauerstoffisotope im Erdgestein ein ähnliches Mengenverhältnis wie im Mondgestein auf, während sich das Verhältnis von Eisen zu Magnesiumoxid unterscheidet. Der Mond besteht zwar auch aus dem herausgeschlagenen Material des Erdmantels, jedoch größtenteils aus dem Material des Impaktkörpers.
Es gibt weitere Theorien zur Entstehung des Mondes. Nach einer Theorie von Raluca Rufu vom Weizmann-Institut in Rehovot/Israel aus dem Jahr 2017 entstand der Mond durch Einschläge von mehr als 20 Kleinkörpern auf der Erde. Nach diesem Szenario entstand ein Staubring um die Erde, aus dem zunächst mehrere Minimonde entstanden. Diese ballten sich dann aufgrund ihrer gegenseitigen gravitativen Wechselwirkung zum Mond zusammen. Die zukünftige Erforschung des Mondes wird mehr Licht auf seine Entstehung werfen.
Bild 5: Krater, Einschlagbecken und Maria zeugen von einer dynamischen Vergangenheit / Quelle NASA / Artemis-2-Mission
Der Aufbau des Mondes
Der Mond besteht aus einer Kruste, einem Mantel und einem Kern. Er dürfte ein vollständig erstarrter Körper sein. Ob es noch partiell geschmolzene Bereiche gibt, ist nicht sicher. Die auffälligsten Strukturen auf der Mondoberfläche sind die Krater, die mit Kratern durchsetzten Hochländer und die mit Flutbasalten gefüllten Maria (lateinisch für Meere). Bei Letzteren handelt es sich natürlich nicht um Meere, da auf dem Mond kein Wasser in flüssiger Form existieren kann.
Die Kruste hat auf der Vorderseite des Mondes eine Dicke von etwa 60 km und auf der Rückseite eine von etwa 100 km. Bestandteile der Mondkruste sind fast ausschließlich reine Feldspatgesteine (Anorthosit und anorthositische Gabbros). Bis in eine Tiefe von 25 km ist die Kruste aufgrund von Impakten stark zerklüftet. Weiter tiefer werden die Klüfte und Risse durch den Gesteinsdruck wieder geschlossen, was eine Ursache für die sogenannten Flachbeben auf dem Mond ist.
Der Mondmantel gliedert sich wiederum in einen oberen, mittleren und unteren Mantel. Der obere Mantel reicht bis in eine Tiefe von etwa 480–500 km und besteht aus olivin- und pyroxenreichen basaltischen Tiefengesteinen. Der mittlere Mantel reicht bis in eine Tiefe von etwa 1.000 km, während der untere bis in eine Tiefe von 1.300 km reicht. Der untere Mantel ist wahrscheinlich partiell geschmolzen, doch steht eine Verifizierung noch aus. Die Mantelgrenzen ergeben sich aus der Erforschung der Mondbebenwellen. An deren Grenzen kommt es zu Diskontinuitäten der verschiedenen Mondbebenwellen. Sie sind zwar nicht gut ausgeprägt, können jedoch gemessen werden. Aus dem Trägheitsmoment des Mondes folgt, dass die Dichteverteilung im Mondmantel gleichförmig ist.
Der Kern des Mondes hat einen Durchmesser von rund 500 bis 900 km. Aus seismischen Messwerten kann zwar nicht eindeutig belegt werden, doch ist seine Existenz nach Messungen der Mondsonde Lunar Prospector sehr wahrscheinlich. Sollte er existieren, könnte sein innerer Bereich im geschmolzenen Zustand vorliegen. Der Mondkern könnte auch eisenhaltig sein. Doch im Vergleich zur Erde ist der Mond sehr arm an Eisen. Eine Theorie zur Entstehung des Mondes muss diesen Sachverhalt erklären können. Die oben beschriebene Kollisionshypothese liefert eine mögliche Erklärung.
Die Oberfläche des Mondes
Die auffälligsten Strukturen auf der Mondoberfläche sind die Krater, die mit Kratern durchsetzten Terrae (lateinisch für Hochländer) und die mit Flutbasalten gefüllten Maria (lateinisch für Meere). Bei Letzteren handelt es sich natürlich nicht um Meere, da auf dem Mond kein Wasser in flüssiger Form existieren kann. Aufgrund des Fehlens einer Atmosphäre, von flüssigem Wasser und einer Plattentektonik gibt es im Prinzip keine Veränderungen der Mondoberfläche, außer durch Impakte und durch die Einwirkung von Strahlung. Die Mondoberfläche hat sich seit dem Abebben der Impakte vor 3,8 Milliarden Jahren nicht wesentlich verändert. Rund 99 Prozent der Mondoberflächenstrukturen sind älter als 3 Milliarden Jahre, rund 80 Prozent sogar älter als 4 Milliarden Jahre. Die Oberfläche des Mondes ist mit einer Schicht aus Regolith bedeckt, die zwischen mehreren Dezimetern und mehreren Metern dick sein kann. Hierbei handelt es sich um zertrümmertes Mondgestein, welches bei Impakten entsteht.
Bild 6: Krater, Einschlagbecken, Maria und Rillen auf dem Mond / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Die Krater auf dem Mond sind aufgrund von Einschlägen (Impakten) auf den Mond entstanden. In wenigen Fällen wird auch ein vulkanischer Ursprung aus der Anfangszeit des Mondes vermutet, doch ist dies nicht gesichert. In der Anfangszeit des Sonnensystems war noch viel Material von der protoplanetaren Gas- und Staubscheibe übrig, welches nicht für die Entstehung der großen Planeten verbraucht wurde. Es bildeten sich viele kleinere Brocken, die durchs Sonnensystem streiften. Besonders das innere Sonnensystem war davon betroffen. In der Folge gab es eine hohe Häufigkeit von Impakten auf die Planeten und Monde (Trabanten) im Sonnensystem. Auch das System Erde-Mond war davon betroffen. Nach der in der Wissenschaft favorisierten Kollisionshypothese entstand der Mond, wie bereits weiter oben beschrieben, durch die Kollision der Erde mit einem Himmelskörper von etwa der Größe und Masse des Mars. Auch nach der Mondentstehung waren Impakte auf der Erde und dem Mond noch sehr häufig. Erst vor zirka 3,8 Milliarden Jahren nahm die Häufigkeit der Impakte dann signifikant ab.
Bild 7: Krater auf dem Mond / Quelle: Ralf Schmidt AVWF
Während auf der Erde die Krater aufgrund von Plattentektonik, Erosion und Verwitterung weitgehend verschwanden, blieben sie auf dem Mond bis heute erhalten. Die Mondkrater kommen in allen Größenordnungen im Bereich von 10 bis 100 km vor. Die größten von ihnen werden als Wallebenen bezeichnet, wenn ihr Durchmesser mehr als 100 km beträgt und sie keinen Zentralberg besitzen. Krater können auch einen deutlich sichtbaren Zentralberg haben, während die Innenseiten der Kraterwälle terrassenförmig abgestuft sind. Im Falle dieser komplexeren Krater wird von Ringgebirgen gesprochen. Diese Ringgebirge können Durchmesser von mehr als 60 km erreichen, wobei die Kraterwälle Höhen von etwa 7 km erreichen können. Die Strukturen der Krater korrelieren auch mit ihrem Alter aufgrund der Einwirkungen von weiteren Impakten.
Die ältesten Krater, mit einem Alter von 4,2–4,3 Milliarden Jahren, weisen eine starke Erosion auf Grund von Impakten auf. Ihre Ringgebirge sind teilweise stark zerfallen und nur schwer erkennbar. Die Kraterwälle sehen abgeschliffen und verfallen aus, wobei die typischen Felsformationen fehlen.
Bei Kratern mit einem mittleren Alter von 4,0–4,1 Milliarden Jahren ist die Erosion weit weniger fortgeschritten, so dass deren Strukturen weitgehend erhalten geblieben sind. Die Kraterwälle zeigen mehr Details, etwa die typisch terrassenförmige Struktur. In der Kratermitte ist ein Zentralberg zu erkennen.
Junge Krater, mit einem Alter von 3,5–4,0 Milliarden Jahren, zeichnen sich durch scharfe Kanten, besonders am Kraterrand oder in der direkten Umgebung des Kraters, aus. Ihre Ringgebirge zeigen oft Strukturen mit spitzen Kanten und engen Tälern.
Krater, welche jünger als 3,5 Milliarden Jahre sind, zeigen als typische Struktur einen Strahlenkranz. Die überwiegende Anzahl der Krater sind jedoch Kleinkrater, welche keinen Zentralberg und keine sich über die Mondoberfläche erhebenden Kraterwälle haben.
Die Terrae (Hochländer) des Mondes bilden den Gegensatz zu den Maria. Während die Maria früher für Meere gehalten wurden, galten die Hochländer als die Kontinente. Diese Definitionen erwiesen sich als falsch, doch haben sich die ursprünglichen Bezeichnungen gehalten. Terrae weisen deutlich mehr Krater als die Maria auf und sind mit einer bis zu 15 Meter dicken Schicht aus Regolith bedeckt. Die Hochländer dürften zu den ältesten Mondformationen gehören, was aus der höheren Anzahl der Krater abgeleitet werden kann. Aufgrund der Untersuchung von Proben wird das Alter der Hochländer auf etwa 4,456 Milliarden Jahre datiert. Damit entstanden die Terrae in etwa zeitgleich mit der Mondkruste. In den Hochländern gibt es Täler (Vallis) und Gebirge. Bei den Vallis handelt es sich um schmale Einsenkungen in den Terrae, die eine Länge von einigen 100 km erreichen können. Ihre Breite beträgt in der Regel wenige Kilometer und ihre Tiefe einige 100 m.
Bild 8: Krater und Hochländer auf dem Mond / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Die Gebirge erreichen Höhen von etwa 10 km und können im Gegensatz zu den Gebirgen auf der Erde noch höher ausfallen. Der Grund ist die geringe Schwerkraft des Mondes. Der Druck auf die Mondkruste an der Gebirgsbasis ist auf dem Mond geringer als auf der Erde. Wird der Druck zu stark, sinkt das Gebirge ein und kann nicht mehr in die Höhe wachsen. Auf der Erde beträgt daher die maximal mögliche Höhe für ein Gebirge etwa 10 km, während auf dem Mond Höhen von bis zu 60 km möglich wären. Entstanden sind die Mondgebirge möglicherweise bei der Abkühlung des Mondes, als der Mond dabei schrumpfte und sich dadurch Faltengebirge aufwölbten. Es könnte sich einer anderen Hypothese zufolge auch um die Überreste von Kraterwällen handeln. Die Gebirge auf dem Mond wurden nach irdischen Gebirgen benannt.
Maria (Singular: Mare) bzw. Mare-Gebiete stellen sehr große Einschlagbecken aus der Anfangszeit des Mondes dar, welche in eine Phase von aktivem Vulkanismus auf dem Mond fielen. Aus dem Inneren des Mondes hervorbrechende Lavaströme füllten diese Becken dann. In einigen Fällen ragen Bergspitzen aus den Maria heraus Hier sei als Beispiel der Mons Piton im Mare Imbrium (Meer des Regens bzw. Regenmeer) genannt. Zum Teil wurden durch die hervorbrechenden Lavaströme auch Krater ganz oder teilweise überflutet.
Bild 9: Maria auf dem Mond / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Eine typische Erscheinung für Maria sind die besonders bei niedrigem Sonnenstand gut sichtbaren Höhenrücken. Sie sind mit einer Höhe von etwa 100 m relativ flach, können jedoch mehrere 100 km lang werden. Entstanden sind sie beim Erstarren der Lava, welche dabei seitlichem Druck ausgesetzt war. Die ringförmigen Maria sind von sehr flach ansteigenden, jedoch zum Teil sehr hohen Gebirgsketten umgeben. Hier handelt es sich um Impaktbecken mit Durchmessern von mehr als 1.000 km, welche später von Lava gefüllt wurden und so Mare-Gebiete bildeten. Das tiefste Impaktbecken liegt in der Nähe des Mondsüdpols und liegt etwa 8,2 km tief unter der Referenzhöhe, der Normal-Null-Linie auf dem Mond. Insgesamt befinden sich die Maria hauptsächlich auf der Vorderseite des Mondes, während es auf der Mondrückseite kaum Maria gibt. So liegt der Anteil der Maria auf der Mondvorderseite bei 31 Prozent, während er auf der Mondrückseite bei nur 2,6 Prozent liegt. Dies dürfte wahrscheinlich daran liegen, dass die Mondkruste dort etwa 40 km dicker als auf der Mondvorderseite ist. Der Anteil der Maria an der gesamten Oberfläche des Mondes liegt bei 16,9 Prozent. Heute gibt es keinen aktiven Vulkanismus mehr auf dem Mond. Es gibt auch Einschlagbecken, welche nicht mit Lava gefüllt worden sind. Sie befinden sich verstärkt auf der Rückseite des Mondes. In diesem Fall wird einfach von Becken gesprochen.
Eine weitere Erscheinung auf der Mondoberfläche sind die sogenannten Rillen, welche entweder aufgrund von Lavaströmen oder Spannungsrissen entstanden. Die Mondlava arbeitete sich ähnlich wie das Wasser in den irdischen Flüssen erosiv in den Untergrund ein und erzeugte natürliche Kanäle. Die sich schneller abkühlende Oberfläche erstarrte dabei, so dass eine Lavaröhre entstand. In ähnlicher Form kann dieser Vorgang auch beim irdischen Vulkanismus beobachtet werden, doch ist er auf dem Mond stärker ausgeprägt. Nach der Entleerung der Röhren brachen diese irgendwann ein und erzeugten dabei die Rillen. Spannungsrillen entstanden beim Erstarren der Flutbasalte. In diesen Fällen war das Mondgestein den Spannungen nicht mehr gewachsen und zerbrach. Dabei entstanden diese Rillen, welche bis tief in die Mondkruste hineinreichen können. Da sie jedoch fast vollständig mit Regolith gefüllt sind, lassen sie sich nur schwer an der Mondoberfläche ausmachen.
Lunar-terrestrische Beziehungen
Der Mond hat verschiedene Einflüsse auf die Erde. In diesen Fällen wird von lunar-terrestrischen Beziehungen gesprochen. Der größte Einfluss kommt aufgrund der Mondgravitation zustande. So werden die Gezeiten auf der Erde durch den Mond verursacht. Dabei stabilisiert der Mond auch die Erdachse, die eine Neigung von 23° gegenüber der Ekliptik aufweist. Ohne die stabilisierende Wirkung des Mondes würde die Erdachse zwischen 15° und 30° schwanken. In der Folge hätten sich keine zeitlich stabilen Klimazonen auf der Erde herausbilden können. Dies hätte auch negative Auswirkungen auf die Entwicklung des Lebens auf der Erde gehabt. Nach der Sonne ist der Mond das hellste astronomische Objekt am Himmel und das der Erde am nächsten gelegene. Aus diesem Grunde gehörte der Mond auch zu den ersten Zielen von Raumfahrtmissionen und zum bisher einzigen Ziel, welches von Menschen betreten wurde. Der Mond dürfte auch Einfluss auf biologische Systeme haben. Viele der dem Mond nachgesagten Einflüsse sind auch umstritten oder haben sich als falsch herausgestellt. Nachfolgend soll auf die wichtigsten Einflüsse des Mondes näher eingegangen werden.
Bild 10: Die Gezeiten werden durch Erde, Mond und Sonne bewirkt / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Die durch den Mond erzeugten Gezeiten führen zu periodischen Massenbewegungen in der Erdatmosphäre, des Erdkörpers und der Meere. In der Erdatmosphäre äußern sich die Gezeiten durch periodische Schwankungen des Luftdruckes, welche in einer Größenordnung von 0,1 hPa liegen. Im Falle des Erdkörpers bewirken die Gezeiten eine Anhebung und Senkung der Erdkruste in einem Größenbereich von etwa 50 cm innerhalb von 12 Stunden. Am auffälligsten und bekanntesten sind jedoch die Gezeiten des Meeres (Tiden), welche sich als Ansteigen (Flut) und Absinken (Ebbe) des Meeresspiegels äußern. Es gibt zwei Flutberge und zwei Täler, welche innerhalb eines Mondtages (24 h 50 m, Umlaufzeit des Mondes) um die Erde laufen. Auf diese Weise ist im durchschnittlichen Abstand von 12 h 25 m jeweils Flut oder Ebbe. Die durch den Mond erzeugten Schwingungen der Luft- und Wassermassen sowie der Erdkruste ergeben sich aus den resultierenden Kräften aus Gravitationskraft und Zentrifugalkraft. Auf der dem Mond zugewandten Seite der Erdoberfläche ist die durch die Gravitationskraft des Mondes ausgeübte Kraft stärker als im Erdmittelpunkt. Daraus ergibt sich ein resultierender Kräfteunterschied, der sich auf die Erdoberfläche geringfügig und auf das Meerwasser stärker auswirkt.
Die Gravitation des Mondes zieht das Wasser jeweils tangential (Winkel von 90° zur Erdoberfläche) zu sich heran, wo dann jeweils die Fluttäler entstehen. Die Wassermassen sammeln sich dann in Richtung des Mondes, wo ein Flutberg entsteht. Auf der dem Mond entgegengesetzten Seite der Erde verhält es sich mit den resultierenden Kräften dann andersherum. Die Gravitationskraft des Mondes ist auf dieser Seite der Erdoberfläche geringer als im Erdmittelpunkt. Die Folge ist eine nach außen gerichtete resultierende (Zentrifugal-)Kraft, welche auch auf der dem Mond abgewandten Seite der Erde einen Flutberg entstehen lässt. Eine andere Interpretation lässt auch folgendes Bild zu. Die Erde wird stärker vom Mond angezogen als die Wassermassen, welche sich auf der dem Mond abgewandten Seite der Erde befinden. Daraus resultiert dann ein Flutberg. Allerdings sind beide Flutberge nicht gleich groß, da auch die jeweils resultierenden Kräfte nicht gleich groß sind. Der Flutberg auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde ist um etwa sieben Prozent größer.
Allerdings bewirkt auch die Sonne Gezeiten auf der Erde. Da die Gezeitenwirkung allerdings mit einem Wert von 1/r³ mit zunehmender Entfernung (r) zwischen zwei Himmelsobjekten abnimmt, ist die durch die Sonne hervorgerufene Gezeitenbeschleunigung um die Hälfte kleiner als die des Mondes. Bei Vollmond und Neumond wirken die Gezeitenkräfte zusammen. Es entsteht dann eine im Durchschnitt höhere Flut, die sogenannte Springflut. Bei Halbmond stehen Erde, Mond und Sonne jeweils in einem Winkel von 90° zueinander, so dass sich die Kräfte gegenseitig teilweise aufheben. In diesem Fall kommt es zu einer im Durchschnitt niedrigeren Flut, der sogenannten Nippflut.
Der Einfluss des Mondes würde die Wassermassen auf der Erde im Durchschnitt nur um 0,6 Meter heben, wenn diese vollständig mit Wasser bedeckt sein würde. Tatsächlich gibt es auf der Erde auch Landflächen, die natürliche Hindernisse bilden und so zu einer wesentlich höheren Flut führen. So können an der französischen Atlantikküste Tidenhübe von 7 bis 11,5 m erreicht werden. In der Fundy Bay, an der Ostküste Kanadas, wird mit 16 m und 21 m bei einer Springflut der höchste Tidenhub erreicht. In Deutschland wird der höchste Tidenhub mit einer mittleren Höhe von 3,7 m im Jadebusen bei Wilhelmshaven erreicht und der niedrigste an der deutschen Nordseeküste mit 1,6 m am Westrand von List auf der Insel Sylt. In der Ostsee beträgt der Tidenhub nur 0,3 m. Im Ergebnis sind die Höhen der Tiden eine Wechselwirkung zwischen den bewegten Meereswassermassen und den Küstenformationen.
Bild 11: Die Erde von Artemis 2 aufgenommen / Quelle: NASA / Artemis-2-Mission
Der Einfluss des Mondes auf biologische Systeme ist umstritten. Viele der dem Mond nachgesagten Einflüsse dürften wissenschaftlich nicht haltbar sein. Es gibt jedoch Einflüsse, die hier näher erläutert werden sollen.
Es gibt Korrelationen zwischen den Mondphasen sowie der Gelbempfindlichkeit des Auges, der Harnsäurekonzentration im Blut, dem Blutzuckerspiegel und von sonstigen Hormonkonzentrationen. Allerdings sind Korrelationen noch kein Beweis für einen kausalen Zusammenhang. So dürften die ähnlichen Zeitdauern für einen Mondzyklus und den weiblichen Zyklus ebenso wenig miteinander zu tun haben wie die 11-jährige Umlaufperiode des Jupiter um die Sonne und der 11-jährige Aktivitätszyklus der Sonne. Dann gibt es wiederum Tierarten, welche doch in ihrem Verhalten Abhängigkeiten von den Mondphasen zeigen. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist der Palolo-Wurm. Hierbei handelt es sich um einen Meeresborstenwurm, welcher auf Korallenriffen im Südpazifik lebt. Die Vermehrung erfolgt regelmäßig sieben bis acht Tage vor Vollmond. Zu diesem Zeitpunkt kriechen sie zu Tausenden aus den Röhren der Korallen. Ein anderes Beispiel ist die Einstundenmücke Clunio, welche das Mondlicht als Taktgeber für ihren Fortpflanzungsrhythmus nutzt. Noch erwähnt werden soll eine Zierfischart, die Guppys, deren Netzhaut wie das menschliche Auge ebenfalls bei Vollmond eine erhöhte Gelbempfindlichkeit hat. Eine Korrelation zwischen den Mondphasen und dem Pflanzenwachstum lässt sich hingegen nicht nachweisen. In diesem Fall könnte höchsten eine Korrelation mit der Monddeklination (Höhenstand des Mondes) bestehen, welche sich bisher jedoch nicht ausreichend verifizieren lässt.
Wie der Mond biologische Systeme beeinflussen kann, ist Gegenstand der Forschung. Die Gravitation dürfte nur bedingt und indirekt Einfluss haben. Der Grunion ist die einzige Fischart, welche am Land laicht. Das Laichen erfolgt allerdings zu extremen Gezeiten, bei Neu- oder Vollmond, und wird von diesen beeinflusst, welche wiederum von der Mond- und Sonnengravitation bewirkt werden. Ein direkter Einfluss der Mondgravitation auf biologische Systeme lässt sich hingegen nicht nachweisen. Die Gezeiten korrelieren nur bedingt mit den Mondphasen, da auch die Entfernung des Mondes eine Rolle spielt. Zwar bestehen biologische Systeme zu einem Großteil aus Wasser, doch ist deren Masse viel zu klein, um durch den Mond auch dort Gezeiten zu bewirken. Die Wirkung der Mondgravitation ist gegenüber der Erdgravitation nur minimal. Gegenüber der Erdbeschleunigung wirkt sie nur mit einem Wert von 1/300.000. Der gleiche Effekt tritt auf, wenn ein Höhenunterschied von 10 Metern zurückgelegt wird. Das Mondlicht könnte eine Rolle spielen. Nach der Sonne ist der Mond das hellste Objekt am Himmel. Die Orientierung am Mondlicht kann bei bestimmten Lebewesen eine Rolle spielen. Doch kann auch das Mondlicht nicht alle Korrelationen, etwa die physiologischen, erklären. Bestimmte Reaktionen treten auch bei bewölktem Himmel oder bei Unkenntnis über die Mondphasen auf. Selbst psychisch induzierte physische Reaktionen dürften als Erklärung nicht ausreichen.
Der Mond beeinflusst wahrscheinlich auch das geomagnetische Feld und die Luftelektrizität. Die genauen Zusammenhänge sind jedoch noch Gegenstand der Forschung. Das Erdmagnetfeld bildet auf der sonnenabgewandten Seite der Erde aufgrund des Sonnenwindes einen Schweif, welcher etwa 100 Erdradien hinausreicht. Der Vollmond mit einer durchschnittlichen Entfernung von 60 Erdradien bewegt sich durch diesen Schweif. Unklar ist jedoch, ob und wie dies zu Schwankungen des Erdmagnetfeldes führen kann. Allerdings könnten Magnetfeldschwankungen wiederum Einfluss auf die Enzyme in biologischen Systemen haben. Enzyme sind komplexe Eiweißmoleküle, welche als Katalysatoren chemische Reaktionen in biologischen Systemen steuern. Die Magnetfeldschwankungen könnten unter anderem auch von der Deklination des Mondes abhängen, so dass Korrelationen zwischen der Monddeklination und biologischen Systemen durchaus denkbar sind. Mögliche Wechselwirkungen zwischen dem Mond, dem Magnetfeld der Erde und biologischen Systemen sind noch strittig und nicht ausreichend verifiziert. So wird das Erdmagnetfeld durch die Sonne wesentlich stärker beeinflusst als durch den Mond.
Zusammenfassend kann gesagt werden: In bestimmten Fällen gibt es eine nachweisbare Korrelation zwischen der Stellung des Mondes und von biologischen Systemen. Allerdings ist auf diesem Gebiet die Forschung noch nicht abgeschlossen. Manche Korrelationen lassen sich nicht verifizieren. Einige Forschungsergebnisse sind auch widersprüchlich. Viele der dem Mond nachgesagten Einflüsse lassen sich nicht verifizieren oder stellen sich als falsch heraus.
Schlussworte
Der Mond ist der natürliche Satellit der Erde. Er hat darüber hinaus eine stabilisierende Wirkung auf unseren Heimatplaneten. Ohne den Mond würde die Erdachse zwischen 15° und 30° schwanken. In diesem Fall wäre die Evolution wohl ganz anders verlaufen und komplexere Lebensformen hätten sich nicht entwickeln können. Die Mondgravitation hat großen Einfluss auf die Erde und ist für die Gezeiten verantwortlich. Die auffälligste Erscheinungsform der Gezeiten sind die Tiden im Meer, Ebbe und Flut. Doch auch die Atmosphäre und die Landmassen sind von den Gezeiten betroffen. Aufgrund der Gezeiten dauert die Rotation des Mondes genauso lange wie sein Umlauf um die Erde. In diesem Fall wird von einer gebundenen Rotation gesprochen. Im Prinzip können wir von der Erde aus nur eine Seite des Mondes sehen. Aufgrund von kleineren Schwankungen sehen wir insgesamt etwa 59 Prozent der Mondoberfläche. Erst aufgrund der Raumfahrtmissionen seit 1959 kennen wir die gesamte Oberfläche des Mondes. Die Gezeiten bewirken auch eine Verlangsamung der Erdrotation um rund 20 µs pro Jahr.
Vor einigen 100 Millionen Jahren lag die Tageslänge noch bei 20–22 Stunden. Zur Zeit der Entstehung der Erde könnte die Tageslänge noch einmal deutlich kürzer gewesen sein. Auf der anderen Seite wird die Tageslänge weiter zunehmen. In 300 Millionen Jahren wird sich die Rotation der Erde so verlangsamt haben, dass ein Tag 25,7 Stunden dauert. Eine Rotationsdauer von 48 Tagen und eine doppelt gebundene Rotation wird die Erde in drei Milliarden Jahren erreichen. Dann ist auch dem Mond gegenüber immer die selbe Seite der Erde zugewandt. Aufgrund der Drehimpulserhaltung muss der Drehimpuls der Erde in den Bahndrehimpuls des Mondes übertragen werden. In der Folge war der Mond früher näher an der Erde und entfernt sich zurzeit um 3,8 cm pro Jahr. Wahrscheinlich wird der Mond jedoch das Gravitationsfeld der Erde während der Lebensdauer der Sonne nicht verlassen.
Bild 12: Der Vollmond / Quelle: Ralf Schmidt AVWF
Der Einfluss des Mondes auf biologische Systeme ist umstritten. Viele der behaupteten Einflüsse lassen sich nicht verifizieren oder stellen sich als nicht haltbar heraus. In wenigen Fällen könnte es einen Einfluss geben, wobei die genauen Einfluss-Mechanismen noch Gegenstand der Forschung sind. Aufgrund seiner großen Nähe zur Erde ist der Mond ein dankbares Beobachtungsobjekt der Astronomie und ein begehrtes Ziel der Raumfahrt. Die ersten Raumsonden-Missionen führten im Jahr 1959 zum Mond. Bereits zehn Jahre später erfolgten die erste bemannte Mondlandung und die bisher einzige Mission der Menschheit zu einem Himmelskörper. Für die Zukunft sind weitere Raumfahrtmissionen zum Mond geplant. Neben unbemannten und bemannten Missionen soll es auch eine ständige Station auf dem Mond geben.
Unabhängig von der modernen Forschung beeinflusste der Mond viele Kulturen. So geht zum Beispiel die Einteilung des Jahres in Monate bei vielen Kulturen auf die Umlaufzeit des Mondes um die Erde zurück. Der Mond hat zweifellos eine große Bedeutung für die Menschheit. Er ist für ihre Existenz nicht weniger bedeutend als die Sonne.
Informationen: Unter nachfolgendem Link findet sich ein ausführliches Kompendium zum Mond:
Am 30.04.2026 wird der ausführliche Beitrag „Raumfahrtmissionen zum Mond“ auf dieser Website veröffentlicht.