Naar aarde meegenomen maansteentjes gooien tijdlijn zonnestelsel overhoop

Met de nieuwe analyse, die donderdag verscheen in het vakblad Science, treedt het Chinese maanprogramma in de voetsporen van de Amerikaanse Apollomissies. Plukten in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw astronauten de stenen nog tussen het grijze gruis van het maanoppervlak vandaan, daar maakte ditmaal een robotwagentje het waardevolle materiaal klaar voor vervoer naar een aards laboratorium. 

“Je mag gerust zeggen dat ik erg uitkeek naar deze analyse”, zegt maankenner Wim van Westrenen, verbonden aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. “De grote vraag was: hoe oud is de grond daar? Het kon vooraf tussen de één en drie miljard jaar oud zijn, geologisch een flink verschil.”

Chang’e-5 landde in krater Oceanus Procellarum, een gebied dat bestaat uit gestold lava afkomstig van een vulkanische uitbarsting. Na analyse van twee fragmenten uit die zogeheten basaltlaag, konden de onderzoekers afleiden dat het materiaal ongeveer 2 miljard jaar geleden uit het binnenste van de maan omhoog is geborreld.

Tijdlijn van het zonnestelsel

Dat geeft allereerst nieuw inzicht in de tijdlijn van het zonnestelsel. Planeten, manen en andere hemellichamen krijgen te maken met vallend ruimtepuin. Om te schatten hoe oud het oppervlak van hemellichamen zoals de maan of onze buurplaneet Mars is, kijken wetenschappers daarom naar de dichtheid van inslagkraters. De gedachte is: hoe meer kraters, hoe ouder het oppervlak. Zie je er relatief weinig, dan moet iets als een vulkaanuitbarsting de kraters hebben opgevuld. 

Om aan die tijdlijn ook tijden te hangen, zijn echter ijkpunten nodig. Punten waarbij je weet: bij deze kraterdichtheid is de zichtbare bodem exact zo oud. Die punten werden tot nog toe geleverd door de maanstenen van de Apollomissies. Maar: al die maanstenen zijn tussen de drie en vier miljard jaar oud. Een recenter ijkpunt op de tijdlijn ontbrak tot nog toe. 

De grond in krater Oceanus Procellarum levert dat punt nu. “De leeftijd wijkt echter af van wat de meeste modellen voorspelden. We moeten daarom nu ook de leeftijdschattingen op andere plekken in het zonnestelsel herzien”, zegt Van Westrenen. 

Lava maken

Een open vraag is overigens nog hoe 2 miljard jaar geleden überhaupt lava kon stromen op de maan. Voor lava is warmte nodig, en de maan koelde na zijn ontstaan al snel af. Oorspronkelijk dachten wetenschappers dat radioactieve elementen diep in de mantel de benodigde warmte leverden. “Die elementen zagen we wel in de stenen van de Apollomissies, maar blijken hier afwezig”, zegt Van Westrenen.

Tegelijk levert de analyse ook meteen een potentiële verklaring. Zo blijkt het materiaal meer van het element ijzer te bevatten dan de Apollostenen. “En van ijzerrijk gesteente weten we dat het gemakkelijker smelt.”

De vondst laat zien dat de maan geen uniforme plek is. “De Chinese missie is maar een klein stukje naar het noordwesten geland in vergelijking met de Apollomissies en je ziet meteen al flinke verschillen.”

Van Westrenen kijkt nu reikhalzend uit naar een analyse van de verhouding van verschillende zuurstofvarianten, zogeheten isotopen, in het gesteente. “Die kun je vergelijken met de verhouding op aarde. Zo kunnen we de ontstaansgeschiedenis van de maan reconstrueren”, zegt hij. Volgens de meest gangbare theorieën zijn de maan en de aarde twee delen van één oerplaneet. “Voorlopig blijft de meest fundamentele vraag die je over de maan kunt stellen: ‘hoe is ie daar überhaupt ooit gekomen?’”