Het maanmysterie opgelost? Nieuwe theorie over waarom de twee kanten van de maan zo verschillend zijn
Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuwe theorie over waarom de twee helften van het maanoppervlak er zo anders uitzien: in een studie schrijven ze het verschil toe aan een grote botsing op de "andere kant" van de maan, die bepaalde processen in gang zette. Het zou een verklaring kunnen zijn voor een van de grootste maanmysteries.
De achterkant van de maan, de kant die we vanop de aarde nooit kunnen zien, ziet er verschillend uit van de kant die we wél kunnen zien. "Onze" kant, die we op een heldere nacht vrij goed kunnen zien, heeft zwarte cirkelvormige rondingen die zelfs met het blote oog zichtbaar zijn. Meer in detail gaat het om zogenoemde maria (het meervoud van mare).
Oorspronkelijk dacht men dat het de restanten van zeeën waren (vandaar de naam mare) maar naderhand bleken het grote vulkanische restanten te zijn. Die zijn voor een groot deel opgebouwd uit basalt, het gevolg van oude lavastromen.
De andere kant van de maan krijgen we vanop aarde nooit te zien. Dat komt omdat de maan een rotatietijd heeft die gelijk is aan haar omlooptijd rond de aarde. De maan draait in 29,5 dagen rond haar as, maar toch zien we dus telkens dezelfde kant.
Over die achterkant (foto onder) was oorspronkelijk minder geweten, maar we weten nu dat daar geen grote maria te zien zijn. Er zijn wel veel grotere en kleinere kraters te zien, van verschillende inslagen door de tijden heen. Het verschil tussen beide kanten is al lang een van de grote mysteries van de maan.
Alles begon met een grote inslag
Onderzoekers van Brown University in Providence (in de staat Rhode Island, aan de Amerikaanse oostkust) hebben in een nieuwe studie een theorie ontwikkeld om dat mysterie te verklaren. Ze zeggen dat alles is begonnen met een gigantische inslag op de andere kant van de maan, miljarden jaren geleden. De inslag vormde het South Pole Aitken (SPA) bassin, een gigantische krater van zowat 2.000 kilometer breed en 8 kilometer diep. Het is de op één na grootste impactkrater die beschreven is in ons zonnestelsel.
De Amerikaanse studie beschrijft de inslag als "een bepalende gebeurtenis voor de evolutie van de maan." Door de impact zou er een grote hittebom onder het maanoppervlak zijn gekropen. Die veroorzaakte een ophoping van bepaalde stoffen in de richting van onze kant van de maan, die uiteindelijk leidde tot een vorm van vulkanisme, waardoor de verschillende grote maria zijn ontstaan.
Hitteproducerende elementen zijn naar 'onze' kant van de maan doorgedrongen na de impact, en hebben er lavastromen veroorzaakt
Dynamiek onder het oppervlak
Matt Jones van Brown University is de hoofdauteur van de studie. Hij legt het als volgt uit: "We weten dat grote impacts zoals degene die SPA vormde heel wat hitte deden ontstaan. De vraag is hoe zij de dynamiek onder het maanoppervlak beïnvloed hebben. Wij hebben nu aangetoond dat onder plausibele omstandigheden voor die periode - wanneer SPA werd gevormd, red. - hierdoor warmteproducerende elementen naar onze kant van de maan zijn gestuurd. Die hebben dan bijgedragen tot het smelten van de maankorst waarna de lavastromen zijn ontstaan die we nu nog kunnen zien."
De mantel rond de maan
Het onderzoek over de maan is nog volop bezig. Wetenschappers hopen nog meer inzicht te krijgen in de geochemische samenstelling van beide zijden. Wat ze nu al weten, is dat onze kant van de maan bestaat uit onder meer potassium of kalium (K), zeldzame aardmetalen (REE), fosfor (P) en thorium, een van de elementen die de hitte zou hebben overgebracht. De compositie van deze verschillende elementen wordt in het Engels Procellarum KREEP terrane genoemd.
KREEP zou het laatste deel van de maanmantel zijn geweest dat gestold is na het ontstaan van de maan. Het zou dus de buitenste mantel van de maan vormen, net onder de maankorst. In principe zou de materie gelijkwaardig verdeeld moeten zijn over de maan, maar de onderzoekers denken dat de hitte-impact de uniforme spreiding ervan verstoord heeft. Daardoor zijn er grotere concentraties van KREEP op onze kant van de maan.
Zo is KREEP in grote hoeveelheden teruggevonden in een gebied dat Oceanus Procellarum wordt genoemd, een grote vulkanische mare aan onze kant van de maan.
Op de onderstaande prenten (credits Brown University) is aan de linkse kant de dichtste kant van de maan te zien, en rechts de verre zijde. De paarse lijn op de linkse tekeningen geeft aan in welk gebied van het maanoppervlak verhoogde waarden van thorium zijn gevonden, een indicator voor KREEP (figuur B). De stippellijnen op de rechtse tekening geven de positie van de SPA-krater aan.
Voor hun onderzoek hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van computersimulaties over hoe de hitte-impact aan de verste kant van de maan naar de dichtste kant kan komen. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen of zij het bij het rechte eind hebben.
De volledige studie is verschenen in Science Advances. Je kan ze hier lezen.