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[[Datei:KREEP basalt Apollo 15 Sample No 15386.png|mini|hochkant=2.0|KREEP-Basalt aus der Nähe der [[Montes Apenninus]].]]

'''KREEP''' ist eine geochemische Komponente verschiedener Gesteine des [[Erdmond]]es, die in entsprechenden, im Rahmen der [[Apollo-Programm|Apollo-Missionen]] zur Erde gebrachten Proben sowie auf der Erde gefundenen Mondmeteoriten<ref>{{Literatur |Autor=Y. Lin, W. Shen, Y. Liu, L. Xu, B. A. Hofmann, Q. Mao, G. Q. Tang, F. Wu, X. H. Li |Titel=Very high-K KREEP-rich clasts in the impact melt breccia of the lunar meteorite SaU 169: New constraints on the last residue of the Lunar Magma Ocean |Sammelwerk=Geochimica et Cosmochimica Acta |Band=85 |Datum=2012 |Seiten=19–40 |DOI=10.1016/j.gca.2012.02.011}}</ref> direkt nachgewiesen wurde. KREEP steht für einen erhöhten Gehalt an sogenannten [[inkompatibles Element|inkompatiblen Elementen]], d. h. [[Chemisches Element|chemischen Elementen]], deren Einbau in das [[Ionengitter]] der für Mondgestein allgemein typischen Minerale [[Olivin]], [[Pyroxen]] und [[Plagioklas]] aufgrund eines dafür ungünstigen [[Ionenradius]] bei der Kristallisation aus dem flüssigen Mondinneren während der geologischen Frühgeschichte des Mondes stark gehemmt war.<ref>{{Internetquelle |autor=G. Jeffrey Taylor |url=http://www.psrd.hawaii.edu/Aug00/newMoon.html |titel=A New Moon for the Twenty First Century |hrsg=Planetary Science Research Discoveries |datum=2000-08-31 |abruf=2009-08-11}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Charles K. Shearer, Paul C. Hess, Mark A. Wieczorek, Matt E. Pritchard, E. Mark Parmentier, Lars E. Borg, John Longhi, Linda T. Elkins-Tanton, Clive R. Neal, Irene Antonenko, Robin M. Canup, Alex N. Halliday, Tim L. Grove, Bradford H. Hager, D-C. Lee, Uwe Wiechert |Titel=Thermal and magmatic evolution of the Moon |Sammelwerk=Reviews in Mineralogy and Geochemistry |Band=60 |Nummer=1 |Datum=2006 |Seiten=365–518 |DOI=10.2138/rmg.2006.60.4}}</ref><ref>Wilhelms: ''Geologic history of the Moon'', 1987 (siehe [[#Literatur|Literatur]]), S. 140.</ref><ref>{{Literatur |Autor=S. B. Simon, J. Papike, D. C. Gosselin |Titel=Petrology of Apollo 12 Regolith Breccias |Sammelwerk=Lunar and Planetary Science Conference Abstracts |Band=16 |Datum=1985 |Seiten=783–784 |bibcode=1985LPI....16..783S}}</ref> Gestein irdischen Ursprunges mit KREEP-Signatur ist bislang nicht bekannt.

== Etymologie ==
[[Datei:KREEP.svg|mini|hochkant=1.25|SEE-Profile für KREEP-reiche Mondgesteinsproben. Deutlich erkennbar ist die negative [[Europium]]anomalie, die auch bei zahlreichen irdischen Gesteinen auftritt.]]

'''KREEP''' ist ein [[Akronym]] für '''K'''alium, {{lang|en|'''R'''are '''E'''arth '''E'''lements}} ([[Metalle der Seltenen Erden|Seltenerd-Elemente, SEE]]) und '''P'''hosphor. Die Bezeichnung wurde 1971 vom NASA-Geologen Norman J. Hubbard und Kollegen geprägt, in einem wissenschaftlichen Aufsatz über die chemische Zusammensetzung von [[Regolith]]-Proben aus der Umgebung des [[Apollo 12|Apollo-12]]-Landeplatzes.<ref>{{Literatur |Autor=Norman J. Hubbard, Charles Meyer Jr., Paul W. Gast |Titel=The composition and derivation of Apollo 12 soils |Sammelwerk=Earth and Planetary Science Letters |Band=10 |Nummer=3 |Datum=1971 |Seiten=341–350 |DOI=10.1016/0012-821X(71)90040-9}}</ref>

== Charakteristik ==
Die vom Mineralbestand recht variablen, aber meist [[basalt]]ischen KREEP-Gesteine enthalten etwa 0,5–3 [[Gewichtsprozent|Gew.-%]] Kaliumoxid (K2O) und Phosphoroxid (P2O5),<ref>Die Angabe der Konzentration der Elemente in Form von Oxiden ist in der Petrologie allgemein üblich. Faktisch liegen die Elemente aber als Silikate vor. Auch der Anteil der nachfolgend genannten SE-Elemente wird in Form ihrer Oxide, z. B. Lanthanoxid (La2O3) bestimmt.</ref> sowie [[Cer]] mit teilweise mehr als 1000, [[Neodym]] mit teilweise deutlich mehr als 100, [[Dysprosium]], [[Erbium]], [[Lanthan]], [[Rubidium]], [[Samarium]] und [[Ytterbium]] mit unter 100 [[Parts per million|ppm]]. Die Konzentration von Lanthan ist damit bis zu 600 mal höher als in [[Chondrit]]en (d. h. in Meteoriten aus undifferenzierter „Urmaterie“ des Sonnensystems). Ferner typisch für KREEP sind eine negative [[Europium]]-Anomalie (d. h., das SE-Element Europium liegt in deutlich geringerer Konzentration vor als andere SE-Elemente) sowie ein im Vergleich zu nicht-KREEP-Mondgestein deutlich erhöhter Anteil des radioaktiven Elements [[Thorium]] (10–20 ppm).<ref name="neal88">{{Literatur |Autor=Clive R. Neal, Lawrence A. Taylor |Titel=“K-Frac + REEP-Frac”: A New Understanding of KREEP in Terms of Granite and Phosphate Petrogenesis |Sammelwerk=Lunar and Planetary Science Conference Abstracts |Band=19 |Datum=1988 |Seiten=831–832 |bibcode=1988LPI....19..831N}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Clive R. Neal, G. Kramer |Titel=The Composition of KREEP: A Detailed Study of KREEP Basalt 15386 |Sammelwerk=34th Annual Lunar and Planetary Science Conference |Datum=2003 |bibcode=2003LPI....34.2023N |Kommentar=Abstract Nr. 2032 }}</ref><ref name="ryder">{{Literatur |Autor=Graham Ryder |Titel=Quenching and disruption of lunar KREEP lava flows by impacts |Sammelwerk=Nature |Band=336 |Datum=1988 |Seiten=751–754 |DOI=10.1038/336751a0}}</ref>

== Klassische Hypothese zur Bildung von KREEP ==
[[Datei:Mondmagma.svg|mini|links|hochkant=2|[[Differenzierung (Planetologie)|Differenzierung]] der äußeren Schichten des Mondes und die daraus resultierende Anreicherung von KREEP unterhalb der Kruste.]]
Nach Entdeckung der KREEP-Signatur in den ersten Mondgesteinsproben wurde angenommen, dass die Magmen, aus denen die KREEP-Gesteine an der Mondoberfläche hervorgingen, einer wenige Kilometer mächtigen Zone an der Basis der Mondkruste entstammten, die sich während der Ausdifferenzierungsphase des Mondinneren bildete.

Nach den heute gängigen Theorien entstand der Mond durch den Einschlag eines etwa marsgroßen Objektes in die frühe Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren (vgl. auch [[Entstehung des Mondes]]).<ref name="Belbruno">{{Literatur |Autor=E. Belbruno, J. Richard Gott III |Titel=Where Did The Moon Come From? |Sammelwerk=The Astronomical Journal |Band=129 |Nummer=3 |Datum=2005 |Seiten=1724–1745 |arXiv=astro-ph/0405372 |bibcode=2005AJ....129.1724B |DOI=10.1086/427539}}</ref> Durch diesen Einschlag wurde eine große Menge terrestrischen Materials in eine Umlaufbahn um die Erde geschleudert, das schließlich den Mond formte.<ref>{{Internetquelle |autor=G. Jeffrey Taylor |url=http://www.psrd.hawaii.edu/Nov05/MoonComposition.html |titel=Gamma Rays, Meteorites, Lunar Samples, and the Composition of the Moon |hrsg=Planetary Science Research Discoveries |datum=2005-11-22 |abruf=2009-08-11}}</ref>

Aufgrund der bei diesem Einschlag und der anschließenden Formierung des Mondes freigesetzten großen Energiemenge kann davon ausgegangen werden, dass ein Großteil des jungen Mondes flüssig war. Durch langsame Abkühlung in der frühen Prä-Nectarischen Periode (> 4,2 Milliarden Jahre vor heute) kristallisierten zunächst [[Mafit|mafische Minerale]] wie [[Olivin]] und [[Pyroxen]] aus ([[Fraktionierte Kristallisation (Petrologie)|Fraktionierte Kristallisation]], bzw. [[Magmatische Differentiation]]). Diese hatten eine höhere [[Dichte]] als die Schmelze des Magmaozeans, sanken ab und begannen den [[Mond#Innerer Aufbau|Mondmantel]] zu bilden. Im nächsten Schritt kristallisierten zudem [[Feldspat|Feldspäte]], vor allem [[Anorthit]], die aufgrund ihrer geringeren Dichte nach oben stiegen und die Mondkruste aus [[Anorthosit]] bildeten. Bei diesen Vorgängen reicherte sich das Magma mit inkompatiblen Elementen an, die weder in die mafischen Minerale noch in die Feldspäte eingingen. Somit verblieb schließlich eine Schicht mit der für KREEP typischen chemischen Signatur zwischen der Anorthositkruste und dem mafischen lunaren Mantel (sogenanntes ''urKREEP'').<ref>{{Literatur |Autor=Mark A. Wieczorek, Bradley L. Jolliff, Amir Khan, Matthew E. Pritchard, Benjamin P. Weiss, James G. Williams, Lon L. Hood, Kevin Righter, Clive R. Neal, Charles K. Shearer, I. Stewart McCallum, Stephanie Tompkins, B. Ray Hawke, Chris Peterson, Jeffrey J. Gillis, Ben Bussey |Titel=The constitution and structure of the lunar interior |Sammelwerk=Reviews in Mineralogy and Geochemistry |Band=60 |Nummer=1 |Datum=2006 |Seiten=221–364 |DOI=10.2138/rmg.2006.60.3}}</ref>

Ausgehend von dieser Hypothese zur Differenzierung der äußeren Schichten des Mondes wäre zu erwarten gewesen, dass die anorthositische Kruste und die sie unterlagernde, urKREEP-Schicht relativ gleichmäßig über den gesamten Mond verteilt auftreten. Für die Herausbildung der heutigen Geologie des Mondes wurden im Wesentlichen die schweren Asteroideneinschläge der Prä-Nectarischen, Nectarischen und frühen Imbrischen Periode (4,1–3,8 Milliarden Jahre vor heute) sowie der nachfolgende spätimbrische und post-imbrische Mare-Vulkanismus (3,8–1,2 Mrd. Jahre vor heute)<ref name="hiesinger">{{Literatur |Autor=H. Hiesinger, J. W. Head III, U. Wolf, R. Jaumann, G. Neukum |Titel=Ages and stratigraphy of mare basalts in Oceanus Procellarum, Mare Nubium, Mare Cognitum, and Mare Insularum |Sammelwerk=Journal of Geophysical Research: Planets |Band=108 |Nummer=E7, 5065 |Datum=2003 |DOI=10.1029/2002JE001985}}</ref> verantwortlich gemacht. Der Mare-Vulkanismus galt vor allem als das Resultat der Krustenausdünnung infolge der schweren Einschläge.<ref>Wilhelms: ''Geologic history of the Moon'', 1987 (siehe [[#Literatur|Literatur]]), u. a. S. 276 f.</ref>

== Verteilung von KREEP auf dem Mond und Implikationen für die Krustengenese ==
[[Datei:Lunar Thorium concentrations.jpg|mini|hochkant=1.5|Mondkarte mit Verteilung von Thorium in den Oberflächengesteinen (Violetttöne = niedrig, Rottöne = hoch), wobei hohe Thoriumkonzentrationen als Anzeiger für bedeutende Vorkommen von KREEP-Gesteinen interpretiert werden.]]
Spätestens die Kartierung der Thoriumkonzentration in den Oberflächengesteinen des Mondes mittels des [[Gammaspektroskopie|Gammaspektroskops]] der [[Lunar Prospector|Lunar-Prospector-Sonde]]<ref>{{Literatur |Autor=T. H. Prettyman, J. J. Hagerty, R. C. Elphic, W. C. Feldman, G. W. Lawrence, G. W., D. T. Vaniman |Titel=Elemental composition of the lunar surface: Analysis of gamma ray spectroscopy data from Lunar Prospector |Sammelwerk=Journal of Geophysical Research |Band=111, E12007 |Datum=2006 |DOI=10.1029/2005JE002656}}</ref> zeigte jedoch, dass KREEP sehr ungleichmäßig über die Mondoberfläche verteilt ist. Ein Bereich, der sich über [[Mare Frigoris]], [[Oceanus Procellarum]], [[Mare Imbrium]], [[Mare Cognitum]] und [[Mare Nubium]] erstreckt, wird auch als ''Procellarum-KREEP-Terran'' (PKT) bezeichnet, weil dort mehr KREEP-Gesteine als irgendwo sonst auf dem Mond vorzukommen scheinen (30–40 % des krustalen Thoriums innerhalb von etwa 10 % der Mondkruste).<ref name="jolliff">{{Literatur |Autor=Bradley Jolliff, Jeffrey Gillis, Larry Haskin, Randy Korotev, Mark Wieczorek |Titel=Major lunar crustal terranes: Surface expressions and crust-mantle origins |Sammelwerk=Journal of Geophysical Research |Band=105 |Nummer=E2 |Datum=2000 |Seiten=4197–4216 |DOI=10.1029/1999JE001103}}</ref> Dieser Bereich ist zwar stark von Mare-Vulkanismus geprägt, aber er enthält nur einen Teil der Maria und das [[Mare Crisium]], das [[Mare Orientale]] oder das [[Südpol-Aitken-Becken]] weisen offenbar weit weniger KREEP auf. Dies lässt den Schluss zu, dass die homogene Differenziation des Magmaozeans mit nachfolgender Hochland-Mare-Zweiteilung der Mondoberfläche ein stark vereinfachendes Modell darstellen. Stattdessen scheint die geologische Entwicklung des PKT von der des umgebenden Feldspat-Hochland-Terrans (FHT) bereits während der Differenziationsphase divergiert zu sein und die Kruste des PKT war von Anfang an mafischer und KREEP-reicher als die des FHT. Als Grund hierfür wird eine global ungleichmäßige Verteilung der auf dem Magmaozean aufschwimmenden Feldspäte mit Bildung eines anorthositischen „Kratons“ oder „Superkontinents“ (entspricht dem heutigen Kernbereich des FHT) vermutet, durch den mafische, KREEP-reiche Restschmelzen auch seitlich (lateral) verdrängt wurden. Der vergleichsweise hohe Gehalt an radioaktiven Elementen in und direkt unterhalb der Kruste des PKT, insbesondere von Thorium und Uran, sorgte für thermische Effekte, die einen sowohl intensiven als auch sehr lang anhaltenden Magmatismus, einschließlich Mare-Vulkanismus, zur Folge hatten und ursächlich für das Auftreten von Mare-Basalten im PKT sein könnten, die zu den jüngsten auf dem Mond gehören (ca. 1,2 Ma).<ref name="hiesinger" /><ref name="jolliff" />

== KREEP als Erz? ==
Auch wenn KREEP immer wieder als mögliche Rohstoffquelle genannt wird, so ist zu beachten, dass die Gehalte an Seltenerdenmetallen weit hinter den Erzen zurückliegen, die auf der Erde als [[Bauwürdigkeit (Bergbau)|wirtschaftlich abbaubar]] gelten. Da auf dem Mond weder eine Atmosphäre noch flüssiges Wasser noch Plattentektonik existierte, war eine lokal stärkere Anreicherung von Metallen in Gesteinen und damit die Entstehung [[Reicherz|reicher Erze]] nicht möglich.<ref> {{Webarchiv |url=http://robertbeauford.net/rare_earth_elements/mining_the_moon |text=''Rare Earth Elements and The Moon: KREEP Basalts. Mining the Moon for Rare Earth Elements - Is It Really Possible?'' |wayback=20170123041210}} Private Website von Robert Beaufort (PhD in Geologie und Planetologie, Kurator der Meteoritensammlung der University of Arkansas).</ref>

Im Hinblick auf die Energieversorgung einer [[Mondkolonie]] mittels [[Kernenergie]] könnte der Abbau von KREEP-Formationen allerdings sinnvoll sein, da sie einen (im Verhältnis zu anderem Mondgestein) erhöhten [[Thorium]]-Gehalt haben. So entfiele der Transport von Uran, Thorium oder beidem von der Erde.

Da Kalium und Phosphor zwei der drei essentiellen Makronährstoffe für Pflanzen sind (vergleiche [[NPK-Dünger]]), wären diese Bestandteile von KREEP ebenfalls interessant zur Versorgung lunarer Gewächshäuser. Allerdings ist auch hier der Anteil jeweils geringer als in irdischem [[Apatit]] (Phosphor) bzw. [[Kalisalz]] (Kalium).

Ähnlich wie historisch beim irdischen Bergbau vor Entwicklung von Technologien für den kostengünstigen Langstreckenransport großer Mengen von [[Massengut|Massengütern]] (Eisenbahn, Schifffahrt wo möglich) sind diese [[Armerz]]e des Mondes also nur dann bauwürdig, wenn sie – unter Berücksichtigung des Transportaufwandes – lokale Bedürfnisse besser bedienen können als der Transport von Reicherzen oder deren Produkten, in diesem Fall von der Erde oder eines Tages womöglich [[Asteroidenbergbau|von Asteroiden]], dorthin.

== Literatur ==
* G. J. Taylor, P. H. Warren (Hrsg.): ''[http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?print=yes&R=19900005710 Workshop on Moon in Transition: Apollo 14, KREEP, and Evolved Lunar Rocks.]'' (Sammelband zur gleichnamigen Konferenz, abgehalten am 14.–16. November 1988 in Houston, Texas) Lunar and Planetary Science Institute (LPI) Technical Report No. 89-03, Houston, TX, 1989, 157 S.
* Don E. Wilhelms: ''[http://pubs.er.usgs.gov/publication/pp1348 The geologic history of the Moon.]'' USGS Professional Paper 1348. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, Washington, D.C., 1987, 302 S.

== Weblinks ==
* ''[https://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2011/3013.html The Moon is a KREEPy place]'' Blogeintrag von Emily Lakdawalla auf der Website der [[The Planetary Society|Planetary Society]].

== Einzelnachweise und Anmerkungen ==
<references />

[[Kategorie:Erz]]
[[Kategorie:Magmatisches Gestein]]
[[Kategorie:Erdmond]]
[[Kategorie:Geologie des Erdmonds]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

KREEP - Versionsgeschichte

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