Die Farbe unseres Mondes
Jeder kennt den grauen Mond mit den schwarzen Flecken. Aber warum ist der Mond grau bzw. hat schwarze Flecken? Warum sehen wir keine Farben? Diesen Fragen möchte ich in diesem Artikel nachgehen.
Genau genommen ist unser Mond ein erkalteter Gesteinsbrocken mit einer dicken Staubschicht und verschieden dunklen Flecken. Aber warum ist das so?
Um dies zu verstehen, muss man sich die Entstehung und die geologische Zusammensetzung des Mondes ansehen.
Nach einer Kollision der frühen Erde mit einem etwa Mars-großen Gesteinsbrocken bildete sich unser Begleiter, unser Mond. Zu dieser Zeit war der Mond nur ca. 15.000 km von der Erde entfernt und noch sehr heiß. Seit dieser Zeit entfernt er sich (auch heute noch) langsam von der Erde und ist völlig ausgekühlt.
In den ersten paar hundert Millionen Jahren waren sowohl die Erde als auch der Mond einem sehr starken Bombardement ausgesetzt. Während auf der Erde aufgrund von Erosion und Wasser (fast) nichts mehr von den Kratern zu sehen ist, kann man die Krater auf dem Mond noch sehr gut sehen und untersuchen.
Sowohl auf der Erde als auch auf dem Mond kommt es zu dieser Zeit zu starkem Vulkanismus, die größten Einschlagskrater auf dem Mond haben sich in dieser Zeit mit Lava gefüllt, welche schnell abgekühlt ist. Nach dem Abkühlen sind die großen Krater als schwarze Mondmeere (latainisch: Maria) zu sehen. Die helleren Bereiche liegen höher als die Meere oder sind Krater, welche durch spätere Einschläge entstanden sind. Die schwarzen Meere müssen also eine andere Zusammensetzung als die helleren Bereiche haben.
Die NASA hat hier ein Mosaik mit der herausgestellten Gesteinszusammensetzung des Mondes veröffentlicht. Augenfällig sind die Blau- und Braunfärbungen in den Meeren. Sie entstehen durch Titan- und Eisenverbindungen (hauptsächlich Oxide), welche im vulkanischen Basalt eingeschlossen sind. Je nach Konzentration der Eisen- und Titanverbindungen im erkalteten Basalt entstehen verschiedene Farbtöne, mehr Titanverbindungen führen zu blaueren Farbtönen, Eisenverbindungen färben den Basalt eher bräunlich-gelblich.
Also gibt es doch Farbe! Aber warum sehen wir sie nicht?
Der Mond reflektiert nur etwa 6% des Sonnenlichtes, dies ist aber immer noch so viel, dass das menschliche Auge nur schwarz-weiße Farbtöne wahrnehmen kann. In ganz seltenen Fällen, z. B. bei einer partiellen Mondfinsternis mit nicht zu starker Bewölkung, gibt es aber Situationen, in den man mit einem Fernglas tatsächlich ganz leichte Farbnuancen wahrnehmen kann. Wenn unsere Augen die leichten Farbnuancen nicht oder nur sehr schlecht wahrnehmen können, wie sieht es dann mit den modernen CCD- bzw. CMOS-Kameras aus?
Und da gibt es positive Nachrichten! Nachfolgend aufgeführtes Bild wurde mit einer CMOS-Farbkamera aufgenommen. Es geht also!
Auch hier sieht man sehr gut die verschiedenen Färbungen der Mondmeere. Aber wie geht das? Warum sieht die Kamera die Farben?
Das liegt an der Art, wie eine CCD- oder CMOS-Kamera die Bilder “sieht”. Bei einer Kamera fällt das Licht auf einen Sensor, welcher in einer sogenannten Bayer-Matrix angeordnet ist. Das hier aufgeführte Bild wurde mit einem Sensor mit einer RGGB-Bayer-Matrix aufgenommen. Dies bedeutet, dass ein Pixel der Kamera aus einem Quadrat mit 4 Sensoren (Rot, Grün, Grün, Blau) besteht. Die so aufgenommen Bilder mit einer Farbtiefe von 14 Bit enthalten mehr Farbinfomationen als das menschliche Auge in der kurzen Zeit einer Beaobachtung wahrnehmen kann.
Mehrere so von der Kamera aufgenommenen Bilder wurden gestackt, also miteinander kombiniert. Das so entstandene gestackte (Summen-)Bild zeigt weniger Rauschen, ist schärfer und Bereiche mit schwächeren Farben werden deutlicher sichtbarer.
Um jedoch die schwachen Farbnuancen besser darstellen zu können, ist eine Erhöhung der Farbsättigung notwendig. Sobald man jedoch die Farbsättigung erhöht, kommt es zu (Farb-)Artefakten, welche den Bildeindruck stark stören. Um dies zu vermeiden, wurde das Bild vor der Erhöhung der Farbsättigung neutralisiert, also alle Farben wurden auf ein Level gesetzt. Das so erhaltene Bild ist Farbneutral, es gibt keinen Farbstich. Eine Erhöhung der Farbsättigung dieses farbneutralen Bildes hat das oben dargestellte Foto ergeben.
Ich wünsche Ihnen viel Spaß und Erfolg bei der Aufnahme Ihres ersten farbigen Mondbildes.