MOND: EIGENSCHAFTEN, STRUKTUR, UMLAUFBAHN, PHASEN, BEWEGUNGEN - ARTE - 2025

Der Mond ist der natürliche Satellit der Erde, der durch Anziehungskraft mit ihm verbunden ist. Weil es der nächstgelegene Stern zu unserem Planeten ist, ist es allen am vertrautesten und der erste, den die Menschheit besucht hat. Es ist ein felsiger Körper mit einem Radius von 1738 Kilometern, fast der Hälfte des Erdradius, während seine Masse kaum 1/81 der Masse der Erde beträgt.

Die durchschnittliche Dichte des Wassers beträgt das 3,3-fache der von Wasser, während die durchschnittliche Dichte der Erde 5,5 beträgt. Und natürlich gibt es seine Schwerkraft, die das 0,17-fache des Wertes der Erde beträgt.

Abbildung 1. Vollmond. Quelle: Pixabay.

In einem maßstabsgetreuen Modell mit der Erde von der Größe eines Basketballs wäre der Mond ein Tennisball, und die beiden Bälle wären etwa 10 Meter voneinander entfernt.

Die tatsächliche Erde-Mond-Entfernung von ungefähr 385.000 Kilometern mehr oder weniger. Es dauert 1,3 Sekunden, bis das Licht, das der Mond von der Sonne reflektiert, die Erde erreicht.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist, dass der Mond keine eigene Atmosphäre hat und kaum Spuren von gasförmigen Elementen wie Wasserstoff, Helium, Neon, Argon und anderen in winzigen Mengen vorhanden sind.

Und noch auffälliger ist, dass der Mond der Erde immer das gleiche Gesicht zeigt. Dies liegt daran, dass seine Rotationsperiode um seine Achse gleich der Umlaufbahn um die Erde ist: ungefähr 27 Tage.

Wenn es einen Unterschied zwischen den beiden Perioden gäbe, wäre die andere Seite des Mondes irgendwann von der Erde aus sichtbar, aber dies ist nicht der Fall und beruht auf dem Effekt, der als Gezeitenkopplung bezeichnet wird. Dieser Effekt wird später genauer erläutert.

Struktur des Mondes

Abbildung 2. Querschnitt des Mondes mit seiner Schichtstruktur und dem ungefähren Radius der einzelnen Schichten. Quelle: Wikimedia Commons. Bryan Derksen bei English Wikipedia Die innere Struktur des Mondes ist dank der von den Apollo-Missionen installierten Seismographen bekannt. Seismographen sind Geräte, die die Bewegungen der Erde aufzeichnen und auf dem Mond Mondbeben aufzeichnen können, Wellen, die durch den Einschlag von Meteoriten erzeugt werden.

Aus diesen Aufzeichnungen ist bekannt, dass der Mond die folgende Schichtstruktur aufweist:

-Cark, ungefähr 80 km dick, dünner auf der der Erde zugewandten Seite und dicker auf der gegenüberliegenden Seite aufgrund von Gezeitenkräften.

-Manto mit einem geschätzten Radius von rund 1.300 km besteht hauptsächlich aus Eisen- und Magnesiumoxiden.

-Kern, klein, Radius ca. 587 km, der wiederum aus einem inneren festen Kern, einem äußeren und einem flüssigen Kern sowie einer halbgeschmolzenen umgebenden Schicht besteht.

- Dem Mond fehlt im Gegensatz zur Erde die tektonische Aktivität, da er durch sehr schnelles Abkühlen fast seine gesamte innere Wärme verloren hat.

Mondoberfläche

Abbildung 3. Bild der Mondoberfläche auf der anderen Seite. Quelle: NASA über Wikimedia Commons.

Die Mondoberfläche ist mit klebrigem, abrasivem Staub bedeckt, der als Regolith bezeichnet wird. Die dunklen Bereiche, die unterschieden werden, werden von der lateinischen "Stute" Meere genannt, obwohl sie kein Wasser, sondern erstarrte Lava enthalten.

Es wird angenommen, dass diese Meere vor etwa 4 Milliarden Jahren durch die Auswirkungen großer Asteroiden verursacht wurden und dass sie später mit Lava gefüllt wurden, die von innen floss. Das Mare Imbrium ist mit 1200 km Breite das größte.

Die klarsten Gebiete rund um die Meere sind Gebirgsregionen mit Gebirgszügen, die nach denen der Erde benannt wurden, zum Beispiel die Alpen und die Karpaten.

Kennzeichnend ist das Vorhandensein zahlreicher Krater aller Größen, die möglicherweise durch Einschläge kleiner Asteroiden und Meteoriten verursacht werden. Sie sind nach berühmten Persönlichkeiten benannt, zum Beispiel dem Copernicus-Krater.

Eine andere Theorie über die Entstehung von Mondkratern geht davon aus, dass sie vulkanischen Ursprungs sind, obwohl die Theorie der Entstehung durch Meteore von Seiten der Astronomen stärker unterstützt wird.

Es gibt auch tiefe Risse auf der Oberfläche des Mondes, deren Ursprung noch nicht ganz klar ist, obwohl angenommen wird, dass sie aus alten Lavaströmen stammen. Ein Beispiel ist der Hyginus-Riss mit zwei Zweigen, in dessen Mitte sich ein gleichnamiger Krater befindet.

Die Bilder, die das Raumschiff auf der Seite aufgenommen hat, die wir nicht sehen können, zeigen eine ähnliche Oberfläche wie auf der sichtbaren Seite, allerdings mit weniger Meeren.

Orbit

Dank der von der Erde ausgeübten Anziehungskraft folgt der Mond nach Keplers Gesetzen einer elliptischen Umlaufbahn mit geringer Exzentrizität von Ost nach West um unseren Planeten.

Aus diesem Grund ist die zu Beginn von 385.000 Kilometern angegebene Erde-Mond-Entfernung eine durchschnittliche Entfernung, obwohl die Umlaufbahn aufgrund ihrer geringen Exzentrizität fast kreisförmig ist. Das heißt, manchmal ist der Mond näher (Perigäum) und manchmal ist er weiter entfernt (Apogäum).

Darüber hinaus handelt es sich nicht um eine feste Umlaufbahn, da es andere Störungen gibt, wie beispielsweise die Anziehungskraft der Sonne und der anderen Planeten, die sie kontinuierlich verändern.

Die Ebene, die der Mondumlaufbahn folgt, stimmt nicht genau mit der Ebene überein, die der Erdumlaufbahn folgt, sondern ist ungefähr um 5 ° geneigt. Während einer Umdrehung befindet sich der Mond etwa 5 ° über und unter der Ebene der Erdumlaufbahn. Beide Bahnen schneiden sich an Punkten, die als Mondknoten bezeichnet werden.

Das Folgende ist eine Darstellung der Erde, die sich um die Sonne und des Mondes um die Erde dreht:

Synchrone Drehung

Der Mond zeigt der Erde immer das gleiche Gesicht, daher gibt es eine dunkle Seite, die von hier aus nicht zu sehen ist. Die Erklärung ist, dass die Erde und der Mond unter gegenseitiger Gravitationswirkung ein System bilden, die Erde jedoch eine größere Masse hat.

In diesem Fall koppelt der kleinere Körper seine Bewegung mit der des größeren Körpers, dh er entspricht seiner Rotationsperiode der Translationsperiode.

Abbildung 4. Synchrone Rotation von Mond und Erde. Quelle: Wikimedia Commons. Fernando de Gorocica Das Erde-Mond-System ist aufgrund von Gezeitenkräften dazu gekommen, wie es zu Beginn gesagt wurde. Gleichzeitig geschieht dies, weil die Anziehungskraft der Gravitation nicht gleichmäßig "verteilt" ist, da die Erde und der Mond nennenswerte Dimensionen haben.

Mit anderen Worten, die Teile von jedem von ihnen, die dem anderen am nächsten sind, ziehen stärker an als die weiter entfernten Extreme, und dieser Unterschied kann groß genug sein, um eine Ausbuchtung auf dem Planeten zu verursachen.

Auf diese Weise ist der Mond für die Gezeiten der Erde verantwortlich, da die Ozeane als Reaktion auf die Anziehungskraft des Satelliten "aufsteigen". Aber auch die Mondkruste verformte sich und verursachte Reibungskräfte, die dazu führten, dass die Rotationsperiode allmählich abnahm.

Dieses Phänomen tritt häufig zwischen einem Planeten und seinen Monden auf, beispielsweise rotieren Pluto und sein Satellit Charon synchron miteinander.

Die dunkle Seite des Mondes

Vor langer Zeit, als sich der Mond gerade gebildet hatte, drehte er sich schneller um seine Achse und war näher an der Erde als heute. Irgendwann in der frühen Erdgeschichte muss es also wie eine riesige silberne Scheibe ausgesehen haben, die den Nachthimmel beleuchtet.

Diese Halbkugel des Mondes ist von der Erde aus gesehen immer dieselbe, wie bereits erläutert wurde. Eine Mondhälfte erhält jedoch immer Sonnenlicht (und es ist dort sehr heiß, ungefähr 134 ºC) und die andere Hälfte nicht, es sei denn, es kommt zu einer Sonnenfinsternis. Aber diese Hälften entsprechen nicht den Gesichtern, die wir von hier aus sehen.

Die Mondhalbkugel, die das Sonnenlicht empfängt, ist diejenige, die direkt darauf schaut, während die andere im Dunkeln liegt und sehr kalt ist, etwa -153 ºC. Die dünne Mondatmosphäre ist für diese große Temperaturschwankung verantwortlich.

Diese Hemisphären ändern sich, wenn der Mond seine Translationsbewegung um die Erde fortsetzt, so dass der gesamte Mond irgendwann tatsächlich Licht von der Sonne empfängt.

Mondphasen

Abbildung 5. Darstellung der Mondphasen. Quelle: Wikimedia Commons. Orion 8.

Von der Erde aus gesehen verändert sich der beleuchtete Teil des Mondes über einen Zeitraum von etwa einem Monat. Dies sind die sogenannten Mondphasen: Neumond, erstes Viertel, Vollmond und letztes Viertel, die sich kontinuierlich in derselben Reihenfolge wiederholen.

Tatsächlich dauert es knapp einen Monat, bis der Mond alle seine Phasen durchlaufen hat. Diese Periode wird als Lunations- oder Synodenmonat bezeichnet und dauert 29 Tage und 12 Stunden.

Die Mondphasen hängen von der relativen Position zwischen Mond, Erde und Sonne ab. Mal sehen:

Neumond

Bei einem Neumond oder Neumond ist es kaum möglich, den Mond zu unterscheiden, da die sichtbare Seite von hier zwischen Erde und Sonne nicht beleuchtet ist.

Halbmondviertel

Dann nimmt der beleuchtete Bereich über den Zeitraum von ungefähr 7,4 Tagen, was ungefähr der Dauer jeder Phase entspricht, allmählich zu, bis er das erste Quartal erreicht, in dem die Hälfte der Mondscheibe beleuchtet ist. Es kann von Mittag bis Mitternacht beobachtet werden.

Vollmond

Die beleuchtete Fläche nimmt nach dem ersten Quartal weiter zu, bis der Vollmond oder Vollmond erreicht ist, wenn sich der Mond hinter der Erde befindet und die Sonne ihn vollständig von vorne beleuchtet (Abbildung 1). Der Vollmond kann vom Sonnenuntergang bis zum Sonnenaufgang gesehen werden und erreicht um Mitternacht seine maximale Höhe.

Letztes Vierteljahr

Schließlich nimmt die Größe des Mondes nach und nach ab und geht bis zum letzten Viertel, wenn wieder die Hälfte der Scheibe beleuchtet wird. Es kann gesehen werden, wie es gegen Mitternacht abreist, bis es bei Sonnenaufgang seine maximale Höhe erreicht. Dann nimmt es weiter ab, um einen neuen Zyklus zu starten.

Es ist zu beachten, dass die Bewegung des Lichts von der nördlichen Hemisphäre von rechts nach links verläuft und in der südlichen Hemisphäre das Gegenteil ist.

So können wir zum Beispiel wissen, ob der Mond wächst oder schwindet. Wenn es sich im Halbmond befindet, ist die rechte Seite des Mondes diejenige, die auf der Nordhalbkugel beleuchtet wird, und die linke Seite, wenn sie sich auf der Südhalbkugel befindet.

Bewegungen des Mondes: Rotation und Translation

Der Mond macht in 27,32 Tagen eine vollständige Umlaufbahn oder Umdrehung um die Erde, die als Sternmonat bezeichnet wird (nicht zu verwechseln mit dem synodischen Monat von 29 Tagen und 12 Stunden). Dies geschieht mit einer Geschwindigkeit von 1 km / s.

Der Unterschied zwischen dem Stern- und dem Synodenmonat beruht auf der Tatsache, dass die Erde, während der Mond seine Umlaufbahn zeichnet, in ihrer eigenen Translationsbewegung um die Sonne um 27 ° vorrückt. Wenn dies geschieht, werden die relativen Positionen Sonne-Erde-Mond das Gleiche.

Aufgrund der synchronen Rotation führt unser Satellit im gleichen Zeitraum auch eine Rotation um seine eigene Achse durch.

Schwebt

Der Mond führt neben der Rotation um seine Achse und der Translation mehr Bewegungen aus, die als Hauptbewegungen gelten. Zusätzlich zu ihnen hat es die Schwebeflüge.

Librationen sind oszillierende Bewegungen des Mondes, die es uns ermöglichen, 59% seiner Oberfläche zu beobachten, anstatt der 50%, die aufgrund der Tatsache erwartet werden, dass er der Erde immer das gleiche Gesicht bietet. Sie sind seit der Zeit von Galileo bekannt.

Komposition

Der Mond ist felsig und hat eine sehr dünne Atmosphäre. In den Mondhalbkugeln, die abwechselnd der Sonne ausgesetzt sind, ist aufgrund der dort erreichten hohen Temperaturen das Vorhandensein von flüssigem Wasser ausgeschlossen.

An den Mondpolen gibt es jedoch Krater, die seit Millionen von Jahren nicht mehr durch Sonnenwärme erreicht wurden. Die Temperaturen können auf -240 ° C fallen.

Dort gelang es den von Indien und den USA gesendeten Sonden, Wasser in Form von Eis zu erkennen.

In Bezug auf die Zusammensetzung der Mondgesteine ​​sind sie reich an Sauerstoff: bis zu 43%. Zusätzlich werden 20% Silizium, 19% Magnesium, 10% Eisen, 3% Calcium, 3% Aluminium, 0,42% Chrom, 0,18% Titan und 0,12% Mangan geschätzt. Silber und Quecksilber wurden auch im Mondstaub nachgewiesen.

Stattdessen gibt es keinen freien Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff, die Elemente, aus denen lebende Materie besteht. Und in Mondfelsen gibt es kein Wasser, im Gegensatz zu terrestrischen Felsen, in deren Struktur es gefunden wird.

Ausbildung

Die in der wissenschaftlichen Gemeinschaft am weitesten verbreitete Theorie besagt, dass der Mond während der Entstehung des Sonnensystems aus einer Kollision zwischen der Erde und einem dem Mars ähnlichen oder größeren Objekt namens Theia entstanden ist.

Abgesehen davon, dass der Mond entstand, veränderte die Kollision mit Theia die Neigung der Erdrotationsachse und destabilisierte die frühe Atmosphäre.

Diese Theorie erklärt, warum der Mond weniger dicht ist als die Erde, da die Kollision mit Theia einen Teil des Mantels davon abgerissen hat, dessen Dichte der Monddichte ähnlich ist. Es erklärt jedoch nicht die Existenz des halbgeschmolzenen Kerns des Mondes, von dem bekannt ist, dass er dank seismischer Informationen existiert.

Eine andere alternative Theorie geht davon aus, dass sich der Mond an anderer Stelle im Sonnensystem gebildet hat und irgendwann von der Schwerkraft der Erde erfasst wurde.

Die Grundlage für diese Ideen ist, dass die Mondgesteine, obwohl sie dieselben Elemente wie die der Erde enthalten und gleich alt sind, aus chemischer Sicht viele Unterschiede aufweisen.

Finsternisse

Mondfinsternis

Abbildung 6. Mondfinsternis. Quelle> Wikimedia Commons.

Die scheinbaren Durchmesser von Sonne, Erde und Mond sind die gleichen wie von der Erde aus gesehen. Wenn sich die Erde also zwischen Sonne und Mond befindet, ist es möglich, eine Mondfinsternis zu beobachten.

Die Mondfinsternis kann nur während des Vollmonds auftreten und wenn sie in den Schatten der Erde fällt, der Umbra genannt wird. Auf diese Weise wird es abgedunkelt und erhält je nach den atmosphärischen Bedingungen der Erde einen rötlichen oder orangefarbenen Farbton. Es ist im folgenden Bild zu sehen:

Der Mond kann vollständig oder nur teilweise in den Schatten der Erde fallen. Im ersten Fall ist die Sonnenfinsternis vollständig und ansonsten teilweise. Teilfinsternisse können mit einer Mondphase verwechselt werden, bis die Sonnenfinsternis endet und der Vollmond wieder aufgeht.

Im Gegensatz zu Sonnenfinsternissen können Mondfinsternisse von überall auf der Welt gesehen werden, wo sie nachts sind, und können auch mehrere Stunden dauern.

Sonnenfinsternis

Abbildung 7. Sonnenfinsternisse. Quelle> Wikimedia Commons.

Wenn die Scheiben von Sonne und Mond zusammenfallen, von einem bestimmten Punkt auf der Erde aus gesehen, findet eine Sonnenfinsternis statt. Der Mond scheint vor der Sonne zu verlaufen, wofür es notwendig ist, dass er sich im Neumond befindet, obwohl die Sonnenfinsternisse Sie treten nicht bei jedem Neumond auf.

Damit die Sonnenfinsternis stattfinden kann, muss die Ausrichtung zwischen Sonne, Erde und Mond vollständig sein. Dies geschieht nicht immer, sondern mindestens zweimal im Jahr, maximal jedoch fünf. Die Dauer, in der die Sonne verdeckt bleibt, ist variabel und liegt in der Größenordnung von 8 bis 10 Minuten.

Sonnenfinsternisse können vollständig, teilweise oder ringförmig sein, je nachdem, ob der Mond die Sonne vollständig oder teilweise bedeckt. Bei ringförmigen Finsternissen reicht der relative Durchmesser des Mondes nicht aus, um die Sonne vollständig zu bedecken, so dass ein leuchtender Ring davon sichtbar bleibt. Das Folgende ist eine totale Sonnenfinsternis:

Totale Sonnenfinsternisse sind großartige himmlische Phänomene und bieten eine wunderbare Gelegenheit, Details der äußersten Schichten der Sonne zu studieren.

Einfluss auf das Leben auf der Erde

Die Erde und der Mond bilden ein wunderbares Duett, das seit jeher das Leben und die Menschheit beeinflusst hat:

- Dank des Mondes gibt es Jahreszeiten.

- Jedes Jahr bewegt sich der Mond etwa 4 cm von der Erde entfernt, was die Erdrotation verlangsamt und die Tage um einige Tausendstelsekunden verlängert. Dieser Abstand ist nicht konstant, da er stark von der Anordnung der kontinentalen und aquatischen Massen der Erde abhängt, die sich, wie wir wissen, seit der Bildung beider stark verändert hat.

- Dank dieser Verlängerung der Tage hatten die Pflanzen genug Zeit, um die Photosynthese durchzuführen.

-Wenn die Theorie der Auswirkungen auf Theia zutrifft, wurde die Erdatmosphäre modifiziert, um sie für die Entstehung des Lebens besser geeignet zu machen.

-Der Mond hat während der Entwicklung der Menschheit als Leitfaden gedient, zum Beispiel nutzen Landwirte auch heute noch die Mondphasen, um Felder zu kultivieren.

-Ozeanische Gezeiten entstehen dank der Gravitationswechselwirkung zwischen Erde und Mond und sind äußerst wichtig für die Fischerei und das Klima sowie als Energiequelle.

Abbildung 8. Alte Gezeitenmühle in Huelva, Spanien. Quelle: Wikimedia Commons.

- Es gibt eine weit verbreitete Überzeugung, dass der Vollmond die Stimmung der Menschen beeinflusst und sie in dieser Zeit aus psychologischer Sicht anfälliger macht.

-Der Mond hat schon vor Beginn des Weltraumrennens als Inspiration für unzählige Science-Fiction-Romane und -Filme gedient.

Verweise

1. Astromie. Die Mondoberfläche. Wiederhergestellt von: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. Mondphasen. Wiederhergestellt von: geoenciclopedia.com.
3. Iglesias, R. La Luna: erster kosmischer Kontinent. Wiederhergestellt von: redalyc.org.
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6. Wikipedia. Geologie des Mondes. Wiederhergestellt von: es.wikipedia.org.
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