Mondgeheimnis: Warum er der Erde immer dieselbe Seite zeigt

Jeder von uns hat es schon einmal bemerkt: Wir sehen von der Erde aus immer dieselbe Seite des Mondes. Wieso ist das so? Die Antwort liegt in der sogenannten gebundenen Rotation, bei der sich der Mond in exakt der gleichen Zeit um seine eigene Achse dreht, wie er die Erde umrundet – nämlich in 27,3 Tagen. Diese synchronisierte Bewegung ist kein Zufall, sondern das Ergebnis der starken Gezeitenkräfte, die von der Erde auf ihren Trabanten ausgeübt werden.

Gezeitenkräfte und gebundene Rotation

Laut Welt der Physik sind Gezeitenkräfte durch räumliche Unterschiede der Gravitationskraft verursacht. Da die Anziehungskraft der Erde auf den Mond von dessen Entfernung abhängt, wird die erdzugewandte Seite stärker angezogen als der Mittelpunkt und die Rückseite des Mondes. Diese Unterschiede erzeugen sogenannte Gezeitenbeulen, die die Eigenrotation des Mondes nach und nach abgebremst haben. So konnte der Mond seine heutige, gebundene Rotation erreichen.

Die Bedeutung der Mond-Librationen

Obwohl wir immer die gleiche Seite des Mondes sehen, bekommen wir tatsächlich etwa 60 Prozent seiner Oberfläche zu Gesicht. Laut ardalpha liegt das an den sogenannten Librationen, die durch die leicht elliptische Umlaufbahn des Mondes verursacht werden. Mal sehen wir etwas mehr von der westlichen, mal von der östlichen Seite des Mondes. Auch die Schräge der Mondbahn zur Ekliptik ermöglicht es uns, abwechselnd nördlichere oder südlichere Regionen zu beobachten. Diese Schwankungen lassen sich besonders gut durch ein Fernrohr erkennen, wenn man die Krater und Berge am Rand der Mondscheibe beobachtet.

Übrigens: Laut ardalpha umkreist die Erde die Sonne in der gleichen Ebene wie alle anderen Planeten. Diese Ebene der Umlaufbahnen wird als Ekliptik oder Planetenebene bezeichnet. Auch der Mond bewegt sich ungefähr in dieser Ekliptik um die Erde.

Stabilisierung der Erdachse

Die Gravitationskraft des Mondes spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung der Erdachse. Ohne den Mond würde die Erde leicht ins Taumeln geraten, was gravierende Auswirkungen auf unser Klima und die Jahreszeiten hätte. Der Mond wirkt dabei ähnlich wie ein stabilisierender Hammer bei einem Hammerwerfer und sorgt für die nötige Stabilität.

Durch die Gezeitenreibung, die sich sogar im Erdmantel bemerkbar macht, wird die Rotation der Erde allmählich verlangsamt. Jährlich verlängert sich die Dauer eines Tages dadurch um etwa 15 bis 16 Mikrosekunden. Über sehr lange Zeiträume könnten sich Erde und Mond schließlich synchronisieren und sich gegenseitig immer die gleiche Seite zuwenden – ein Zustand, den Astronomen bereits bei Pluto und seinem Trabanten Charon beobachten.

Historische Entdeckungen der Mondrückseite

Erst im Jahr 1959 gelang es der sowjetischen Raumsonde Lunik 3, eine nahezu vollständige Aufnahme der Mondrückseite zu machen. Bis dahin war diese Seite des Mondes für die Menschheit ein Rätsel. Die Erkenntnisse, die durch diese und weitere Missionen gewonnen wurden, haben unser Verständnis des Mondes und seiner Bewegung erheblich erweitert.

Weitere Beispiele gebundener Rotation im Sonnensystem

Die gebundene Rotation ist kein einzigartiges Phänomen des Mondes. Viele Monde in unserem Sonnensystem zeigen dasselbe Verhalten. Die vier größten Jupitermonde sowie 16 Saturnmonde sind Beispiele dafür. Ein besonderes Beispiel ist der Planet Merkur, der sich in einem 2:3-Rhythmus dreht: Während zwei Umläufen um die Sonne dreht er sich dreimal um sich selbst.

Wärmeentwicklung durch Gezeitenkräfte

Neben der Rotation haben Gezeitenkräfte noch eine weitere interessante Nebenwirkung: Sie können zur Erwärmung der betroffenen Himmelskörper führen. Ein extremes Beispiel ist der Jupitermond Io, dessen Vulkanismus auf die intensive Erwärmung durch die Gezeitenkräfte des Jupiters und seiner anderen Monde zurückgeführt wird. Bei Erde und Mond ist dieser Effekt jedoch zu gering, um zu bedeutenden Veränderungen zu führen.

Übrigens: In Australien bzw. auf der Südhalbkugel sieht man ebenfalls die gleiche Seite des Mondes, nur „auf dem Kopf stehend“ – was folgender Tweet veranschaulicht:

Was du dir merken solltest:

• Der Mond zeigt der Erde immer dieselbe Seite. Das liegt an der sogenannten gebundenen Rotation, bei der sich der Mond in exakt der gleichen Zeit um seine eigene Achse dreht, wie er die Erde umrundet (in 27,3 Tagen).
• Die synchronisierte Bewegung ist das Ergebnis der Gezeitenkräfte. Die Anziehungskraft der Erde auf den Mond hängt von der Entfernung ab. Dementsprechend wird die erdzugewandte Seite stärker angezogen als beispielsweise die Rückseite des Mondes. So wird die Eigenrotation des Mondes nach und nach abgebremst, wodurch sich die heutige gebundene Rotation entwickelt hat.
• Ohne den Mond würde die Erde leicht ins Taumeln geraten. Die Gravitationskraft des Mondes wirkt dabei stabilisierend. Durch die Gezeitenreibung wird auch die Rotation der Erde allmählich verlangsamt. Jährlich verlängert sich die Dauer eines Tages dadurch um etwa 15 bis 16 Mikrosekunden. 

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