Artist's impression van een impact van twee werelden van planeetformaat (NASA / JPL-Caltech)
Wetenschappers hebben een geschiedenis van geweld aan het licht gebracht dat verborgen is in maanstenen, een verder bewijs dat onze grote, mooie maan is geboren uit een catastrofale botsing tussen miljarden jaren geleden.
Met behulp van monsters verzameld tijdens verschillende Apollo-missies en een maanmeteoriet die op de aarde was gevallen (en met behulp van Mars-meteorieten als vergelijkingen) hebben onderzoekers een duidelijke uitputting waargenomen in maanstenen van lichtere isotopen, waaronder die van zink - een veelbetekenend element dat kan zijn "Een krachtige tracer van de vluchtige geschiedenis van planeten."
Het onderzoek maakte gebruik van een geavanceerd massaspectroscopie-instrument om de verhoudingen van specifieke isotopen in de maanmonsters te meten. De hoge nauwkeurigheid van de spectrometer maakt gegevens mogelijk, zelfs niet vijf jaar geleden.
Wetenschappers zijn op zoek naar dit soort massasortering, isotopische fractionering genoemd, sinds de Apollo-missies voor het eerst maanstenen naar de aarde brachten in de jaren zeventig, en Frédéric Moynier, PhD, assistent-professor Aard- en Planetaire Wetenschappen aan de Washington University in St. Louis - samen met promovendus Randal Paniello en collega James Day van de Scripps Institution of Oceanography - zijn de eersten die het vinden.
De bevindingen van het team ondersteunen een nu algemeen aanvaarde hypothese - de Giant Impact Theory, voor het eerst gesuggereerd door PSI-wetenschappers William K. Hartmann en Donald Davis in 1975 - dat de maan is ontstaan uit een botsing tussen de vroege aarde en een protoplaneet van Mars-formaat ongeveer 4,5 miljard jaar geleden. De effecten van de inslag vormden uiteindelijk de maan en veranderden de evolutie van onze planeet voor altijd - mogelijk zelfs cruciaal voor de ontwikkeling van het leven op aarde.
(Hoe zou zo'n rampzalige gebeurtenis eruit hebben gezien? Waarschijnlijk zoiets als dit :)
Lees meer: Waar is de maan van gemaakt? Aarde, hoogstwaarschijnlijk.
"Dit is een overtuigend bewijs van extreem vluchtige uitputting van de maan", zegt Scripps-onderzoeker James Day, een lid van het team. 'Hoe verwijder je alle vluchtige stoffen van een planeet, of in dit geval een planetair lichaam? Je hebt een soort grootschalige smeltgebeurtenis van de maan nodig om de warmte te leveren die nodig is om het zink te verdampen. ”
In de paper van het team, gepubliceerd in het nummer van 18 oktober van Natuur, suggereren de onderzoekers dat verdamping als gevolg van een enorme impactgebeurtenis de enige manier is waarop dergelijke maanvluchtige stoffen op zo'n grote schaal afwezig zijn.
“Wanneer een gesteente wordt gesmolten en vervolgens verdampt, komen de lichte isotopen sneller in de dampfase dan de zware isotopen, dus je krijgt een damp verrijkt in de lichte isotopen en een vast residu verrijkt in de zwaardere isotopen. Als je de damp verliest, wordt het residu verrijkt met de zware isotopen in vergelijking met het uitgangsmateriaal ”, legt Moynier uit.
Het feit dat vergelijkbare isotopische fractionering is gevonden in maanmonsters die zijn verzameld op veel verschillende locaties, duidt op een wijdverbreid wereldwijd evenement en niet beperkt tot een specifiek regionaal effect.
De volgende stap is om erachter te komen waarom de aardkorst geen afwezigheid van vergelijkbare vluchtige stoffen vertoont, een onderzoek dat kan leiden tot aanwijzingen waar het aardoppervlak vandaan komt.
'Waar komt al het water op aarde vandaan?' vroeg Day. “Dit is een zeer belangrijke vraag, want als we leven zoeken op andere planeten, moeten we erkennen dat vergelijkbare voorwaarden waarschijnlijk vereist zijn. Het is dus cruciaal om te begrijpen hoe planeten dergelijke omstandigheden verkrijgen om te begrijpen hoe het leven uiteindelijk op een planeet plaatsvindt.
"Het werk heeft ook implicaties voor de oorsprong van de aarde", voegt Moynier toe, "omdat de oorsprong van de maan een groot deel uitmaakte van de oorsprong van de aarde."
Lees meer over het persbericht van de Washington University en het nieuwscentrum van UC San Diego.
Inzetbeeld: Cross-gepolariseerd doorvallend lichtbeeld van een maansteen. Foto door James Day, Scripps / UCSD
