Een van de grootste kraters in het zonnestelsel bevindt zich op onze maan. Het wordt het bekken van de Zuidpool-Aitken (SPA) genoemd en het heeft een diameter van 2500 km (1600 mi) en een diepte van 13 km (8,1 mi). Een nieuwe studie zegt dat het bekken een enorm stuk metaal kan bevatten dat groter is dan Hawaii's Big Island.
De studie, getiteld "Deep Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin", is gepubliceerd in de Geophysical Research Letters. De hoofdauteur is Peter B. James, universitair docent planetaire geofysica aan het Baylor’s College of Arts & Sciences. Het is gebaseerd op gegevens van NASA's missie Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).
Het SPA-bekken is de grootste universeel erkende inslagkrater in het zonnestelsel. Het kan vanaf de aarde niet worden gezien omdat het zich aan de andere kant van de maan bevindt. Het is ovaal van vorm en als het op aarde was, zou het zich uitstrekken van Waco, Texas tot Washington, DC. Met een diepte van 13 km (8,1 mijl) is de krater ongeveer zes keer dieper dan breed. Zijn status als een van de oudste, goed bewaarde structuren op de maan maakt het SPA-bekken een onderwerp van veel wetenschappelijk belang.
Onder deze gigantische krater ligt een enorm stuk metaal begraven.
'Stel je voor dat je een stapel metaal neemt die vijf keer zo groot is als het Grote Eiland van Hawaï en die ondergronds begraaft. Dat is ongeveer hoeveel onverwachte massa we hebben gedetecteerd ', aldus de hoofdauteur Peter B. James.
De massa ligt waarschijnlijk honderden kilometers onder het maanoppervlak, maar zoals het artikel zegt: 'Het kan een anomalie met een grote dichtheid zijn die over een bescheiden dieptebereik is verdeeld, of het kan een anomalie van een subtiele dichtheid zijn die over de hele diepte van de mantel is verdeeld. "
NASA's GRAIL-missie werd gelanceerd in gelanceerd in 2011 en bracht ongeveer een jaar door met het in kaart brengen van de zwaartekracht van de maan voordat hij in een laatste manoeuvre tegen de maan botste. GRAIL gebruikte twee ruimtevaartuigen in dezelfde maanbaan. Ze werden GRAIL-A en GRAIL-B genoemd, of Ebb and Flow.
Terwijl EBB en FLOW over gebieden met verschillende massa's vlogen, bewogen ze een beetje naar of van elkaar af. Precisie-instrumenten op het GRAIL-ruimtevaartuig meten deze veranderingen en de gegevens werden gebruikt om een afbeelding met hoge resolutie te genereren van het zwaartekrachtveld van de maan.
Een van de wetenschappelijke doelstellingen van GRAIL was het bepalen van de ondergrondse structuur van impactbekkens en de oorsprong van maanmaskers (massaconcentraties.) Deze studie vloeit voort uit die inspanning en combineert GRAIL-gegevens met gegevens van de Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)
"Toen we die GRAIL-gegevens combineerden met maantopografiegegevens van de Lunar Reconnaissance Orbiter, ontdekten we de onverwacht grote massa honderden kilometers onder het bekken van de Zuidpool-Aitken", zei James.
Wat die dichte materie ook is, het trekt de vloer van de krater meer dan een halve mijl naar beneden, volgens James. Computersimulaties suggereren dat de massa een enorm stuk nikkel en ijzer zou kunnen zijn, en dat het de kern was van een asteroïde die de maan trof en zich in de bovenste mantel nestelde.
"Een van de verklaringen van deze extra massa is dat het metaal van de asteroïde die deze krater vormde nog steeds is ingebed in de mantel van de maan", zei James in een persbericht. Volgens het nieuwe artikel is "de overtollige massa die in de mantel wordt waargenomen ongeveer gelijk aan ... een ijzer-nikkelkern met een diameter van 95 km in de mantel van de maan".
Ze hebben de wiskunde en de wiskunde gezegd ...
"We hebben de wiskunde gedaan en laten zien dat een voldoende verspreide kern van de asteroïde die de inslag veroorzaakte, tot op de dag van vandaag in de mantel van de maan kan blijven hangen, in plaats van naar de kern van de maan te zinken", zei James.
Maar dat is niet de enige mogelijkheid. Gewoon de voor de hand liggende.
De massa materiaal kan een overblijfsel zijn van de formatie van de maan. Het is mogelijk dat het een concentratie van dichte oxiden is uit de laatste fase van maanmagma-stolling. De maan werd ongeveer 4,51 miljard jaar geleden gevormd, waarschijnlijk als gevolg van een botsing van de aarde met een oude protoplaneet genaamd Theia. Kort nadat het, 4,5 miljard jaar geleden, was gevormd, koelden en stollen de magma-oceanen. Terwijl ze afkoelden en stollen, was FeTiO3, ook wel ilmeniet genoemd, een van de laatste oxiden die zich vormde. Het is erg compact en kan de anomalie verklaren.
Het is moeilijk om de exacte aard van het materiaal onder het SPA-bekken te bepalen. Het lijkt uiterst onwaarschijnlijk dat een enorme concentratie van ijzer en nikkel, als dat het is, zich direct onder een van de grootste inslagkraters van het zonnestelsel bevindt, zonder dat de twee met elkaar verbonden zijn.
Als het het resultaat was van een asteroïde-inslag, wanneer gebeurde het dan? James vertelde Space Magazine: 'We weten het niet, maar als de maan te heet was op het moment van de inslag, had het dichte metaal van de impactorkern waarschijnlijk helemaal tot in de kern van de maan gezonken moeten zijn, in welk geval we zouden het niet zien. '
De bewaarde kraterrand rond SPA biedt belangrijk bewijs voor het vaststellen van het tijdstip van inslag. James vertelde Space Magazine: 'We zouden ook geen bewaarde rand zien als SPA zich zou vormen in een magma-oceaan. Daarom heeft de maan waarschijnlijk de kans gehad om enigszins af te koelen voordat deze impact plaatsvond. '
Het is anders dan andere kraters
Het SPA-bekken verschilt van andere inslagkraters op de maan. Andere kraters hebben een schot in de roos met afwijkingen in de zwaartekracht, maar SPA niet. James vertelde Space Magazine dat SPA 'een breed gebied van zwakke zwaartekracht heeft dat gecorreleerd is met een topografische depressie die wordt veroorzaakt door de anomalie in de dichte mantel die het oppervlak van de maan verzwaart'.
Volgens James is het bekken "een van de beste natuurlijke laboratoria voor het bestuderen van catastrofale impactgebeurtenissen, een oud proces dat alle rotsachtige planeten en manen heeft gevormd die we vandaag zien."
Het ontsluiten van de geheimen van het SPA-bekken zal meer werk vergen. Het uitsluiten van een asteroïde-inslag of oxiden van magma-stolling als oorzaak van de afwijking vereist verbeterde simulaties. James vertelde Space Magazine: "De beste manier om het ene of het andere scenario uit te sluiten, is door nieuwere en betere simulaties uit te voeren."
Bronnen:
- Persbericht: Massa-afwijking gedetecteerd onder de grootste krater van de maan
- Research Paper: Deep Structure of the Lunar South Pole? Aitken Basin
- Wikipedia-vermelding: Zuidpool-Aitken-bekken
- NASA: GRAIL Mission
