Er is een probleem met de maan: niemand weet echt hoe deze is ontstaan en de meest populaire theorie - bekend als de gigantische impacthypothese - lijkt niet overeen te komen met moderne waarnemingen van de chemische samenstelling van de maan.
In een nieuwe studie die op 29 april in het tijdschrift Nature Geoscience is gepubliceerd, probeert een team van onderzoekers uit Japan en de Verenigde Staten deze maanparadox op te lossen door een oceaan van magma aan de mix toe te voegen.
De nieuwe studie begint met de standaardversie van de gigantische impacthypothese, die ongeveer als volgt luidt: Er was eens, ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, toen het zonnestelsel nog vol met babyplaneten was, een afvallige rots die ongeveer zo groot was als Mars maakte een verkeerde afslag nabij Venus en sloeg frontaal de nog steeds vormende aarde in. De verbrijzelde overblijfselen van deze vreemde planetoïde, samen met enkele brokken gebroken materie die van de aarde versplinterden, vloeiden samen in een baan rond onze planeet en werden uiteindelijk de ronde, pokdalige maan die we kennen en waar we van houden, zo luidt de theorie.
Computersimulaties van deze oude impact suggereren dat, als dit inderdaad de manier was waarop de maan is ontstaan, het meeste materiaal waaruit de maan bestaat, afkomstig zou moeten zijn van de planetoïde die op de aarde is neergestort. Maar recente studies van maanstenen vertellen een ander verhaal. Steeds meer onderzoekers ontdekken dat de chemische samenstelling van de aarde en de maan bijna identiek zijn. Hoe kan de maan dan worden gemaakt van voornamelijk de aarde en meestal niet-aarde tegelijkertijd? Er moet iets geven.
De auteurs van de nieuwe studie proberen deze paradox op te lossen door de tijd van de grote impact in te stellen op ongeveer 50 miljoen jaar na de vorming van de zon (tegen het eerdere einde van het typisch geschatte raam) wanneer de jonge aarde mogelijk bedekt was door een zee van magma tot 1.530 kilometer diep. In een reeks computersimulaties gooiden de onderzoekers een rotsachtige protoplaneet in deze met magma doordrenkte aarde en keken toen hoe de gesmolten zee de ruimte in spatte in een gigantische "arm" van magma.
Het getroffen magma bereikte aanzienlijk hogere temperaturen dan het rotsachtige materiaal van de planetoïde, waardoor de magma-spatten in volume uitzetten terwijl het de ruimte in sprong. In eerste instantie, schreven de onderzoekers, volgde de magma-splash de gebroken stukjes van de proto-planeet rond de baan van de aarde, maar haalde ze snel in. Terwijl het grootste deel van het protoplanet-impactor uiteindelijk terug viel in de hete oceaan van de aarde, bleef de enorme wolk van gesmolten materiaal in een baan om de aarde en vloeide uiteindelijk samen in een maan. Deze simulaties resulteerden in een maan met een veel hoger percentage van aarde afkomstig materiaal dan eerdere studies hebben gevonden.
"In ons model is ongeveer 80% van de maan gemaakt van proto-aardematerialen", zegt co-auteur Shun-ichiro Karato, een geofysicus aan de Yale University, in een verklaring. "Bij de meeste van de vorige modellen wordt ongeveer 80% van de maan gemaakt van het impactor. Dit is een groot verschil."
Volgens de auteurs van de studie laat de magma-oceaanhypothese zien dat de aardachtige chemische samenstelling van de maan compatibel zou kunnen zijn met de gigantische impacttheorie. Het is nog steeds geen volledig antwoord op hoe de maan is gevormd, maar het verenigt de overheersende theorie met feitelijke waarnemingen een beetje netter.
