botsing

De wetenschap werpt nieuw licht op het ontstaan van de maan en verklaart waarom de maan en de aarde qua samenstelling zo sterk op elkaar lijken, terwijl bij het ontstaan van de maan nog een derde object betrokken was.

Al zo’n dertig jaar hebben onderzoekers een vrij goed beeld van hoe onze natuurlijke satelliet – de maan – is ontstaan. Ongeveer 150 miljoen jaar nadat het zonnestelsel was ontstaan, zag de maan het daglicht doordat onze aarde in botsing kwam met een hemellichaam ter grootte van Mars (Theia). Daarbij kwam een enorme wolk puin vrij die uiteindelijk de maan vormde.

Samenstelling
Een prachtig scenario dat echter in het gedrang raakte toen onderzoekers de samenstelling van de maan en de aarde met elkaar gingen vergelijken. Op basis van hun theorie over het ontstaan van de maan verwachtten de onderzoekers dat de aarde en de maan niet sterk op elkaar zouden lijken. Het hemellichaam dat op de aarde insloeg kwam namelijk uit een ander deel van het zonnestelsel en moet dus een heel andere samenstelling hebben gehad dan de aarde. Aangenomen werd dat de maan qua samenstelling sterker op Theia zou lijken dan de aarde en dus heel anders zou zijn dan onze planeet. Maar dat bleek niet het geval te zijn. “Het probleem is dat de aarde en de maan sterk op elkaar lijken, wat suggereert dat ze beiden ontstaan zijn uit hetzelfde materiaal dat zich vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel verzamelde,” vertelt onderzoeker Richard Walker.

Met veel geweld
En dus stonden onderzoekers voor een raadsel: klopte het scenario dat ze bedacht hadden wel? Om dat te achterhalen, richtten de onderzoekers zich op een isotoop van wolfraam dat zowel in de aarde als in de maan aanwezig is. Het onderzoek suggereert dat de botsing tussen de aarde en Theia zo gewelddadig was dat de resulterende wolk puin grondig gemixt werd alvorens deze de maan vormde.

Meer
Naast dit onderzoek is nog een studie naar het ontstaan van de maan verschenen. In dat onderzoek tonen wetenschappers aan dat Theia qua samenstelling mogelijk sterker op de aarde leek dan voor mogelijk werd gehouden. Ook dit onderzoek pleit dus voor het scenario dat onderzoekers als het om het ontstaan van de maan gaat al meer dan dertig jaar in hun hoofd hebben.

Extra materiaal
Vervolgens keken de onderzoekers naar een tweede aanname rond het ontstaan van de maan. Volgens deze aanname verzamelden zowel de aarde als de maan na de inslag extra materiaal. De aarde zou echter iets meer puin en stof hebben aangetrokken dan de maan. Dit nieuwe materiaal bevatte veel wolfraam, maar relatief weinig van dit wolfraam behoorde tot de lichtere isotoop Tungsten-182. Men zou dan ook verwachten dat de aarde relatief gezien minder Tungsten-182 bevat dan de maan. En dat blijkt ook inderdaad zo te zijn. “Het kleine, maar significante verschil in de isotopen van wolfraam in de aarde en de maan komt keurig overeen met de verschillende hoeveelheden materiaal die de aarde en de maan na de inslag verzamelden,” stelt Walker. “Dat betekent dat de maan kort nadat deze tot stand kwam qua isotopen exact dezelfde samenstelling had als de mantel van de aarde.”

Deze ontdekking onderschrijft het idee dat de puinmassa die door de inslag vrijkwam en later de maan zou vormen grondig door elkaar werd gegooid alvorens de maan ontstond. Dat kan verklaren waarom de aarde en de maan qua isotopen zo sterk op elkaar lijken. “Dit onderzoek brengt ons een stap dichter bij het begrijpen van de relatie tussen de aarde en de maan,” stelt Walker. “We moeten enkele details nog uitwerken, maar het is duidelijk dat het jonge zonnestelsel een gewelddadige plaats was.”