hoe de aarde aan haar maan kwam is een lang besproken vraag. De reuzeninslagtheorie-die stelt dat de maan gevormd is uit de botsing tussen de vroege aarde en een rotsachtig lichaam genaamd Theia – is uitgegroeid tot de koploper onder de verklaringen. Maar de details rond hoe dit gebeurde zijn wazig en er zijn veel observaties die wetenschappers nog steeds moeite hebben om uit te leggen.,een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Geoscience, heeft licht geworpen op wat er werkelijk gebeurde door een van de grootste mysteries rond de crash op te lossen – waarom de maan uiteindelijk bijna identiek was aan de aarde, in plaats van Theia, aangenomen dat ze bestond.

volgens de reuzeninslagtheorie was Theia een lichaam ongeveer zo groot als Mars of kleiner – de helft van de diameter van de aarde. Het botste 4,5 miljard jaar geleden op de zich ontwikkelende aarde., Deze botsing produceerde genoeg warmte om magma oceanen te creëren en gooide veel puin in een baan rond de aarde, die vervolgens samenvloeide in de maan.

De theorie verklaart de weg en de snelheid die de aarde en de maan om elkaar heen draaien. Ze zijn tidaal vergrendeld, wat betekent dat de maan altijd dezelfde kant naar de aarde toont als hij er omheen draait. Dit is waarom het zo ’n prestatie was toen de Chinezen hun Chang’ e 4 ruimtevaartuig aan de andere kant van de maan landden in 2019 – directe communicatie met die kant is nooit mogelijk vanaf de aarde.,

De Maan en de aarde zijn vrijwel identiek in samenstelling. De verschillen zijn dat de maan minder ijzer heeft en minder van de lichtere elementen zoals waterstof, die nodig zijn om water te produceren. De gigantische inslagtheorie verklaart waarom. Het zware element ijzer zou op aarde bewaard zijn gebleven. En de warmte die werd geproduceerd tijdens de inslag en het uitwerpen in de ruimte zou de lichtere elementen hebben afgekoeld terwijl de rest van het materiaal van de aarde en Theia zou hebben gemengd.

computermodellen hebben de gebeurtenissen gereproduceerd die hebben geleid tot de vorming van de maan., De modellen die het best bij alle waarnemingen passen, suggereren dat de maan voor ongeveer 80% uit het materiaal van Theia moet bestaan. Waarom lijkt de maan dan verdacht veel op de aarde?

een verklaring is dat Theia en de vroege aarde een identieke samenstelling moeten hebben gehad om mee te beginnen. Dat lijkt onwaarschijnlijk omdat elk gedocumenteerd planetair lichaam in ons zonnestelsel zijn eigen unieke samenstelling heeft, met kleine verschillen die de afstand weerspiegelen van de zon waar een lichaam gevormd is.,

een andere verklaring is dat het mengen van de twee hemellichamen veel grondiger was dan verwacht, waardoor een minder duidelijke signatuur van Theia op de maan achterblijft. Maar dat is ook onwaarschijnlijk, omdat het een veel grotere impact zou vereisen dan de impact die daadwerkelijk heeft plaatsgevonden.

Luister naar de podcast-serie To the moon and beyond van het gesprek om erachter te komen welke plannen er zijn om de maan te gebruiken als een staging post voor toekomstige ruimteverkenning.

diep graven

de nieuwe studie lost dit dilemma op door aan te tonen dat de aarde en de maan niet zo vergelijkbaar zijn als eerder gedacht., De onderzoekers keken met zeer hoge precisie naar de verdeling van isotopen van het element zuurstof in rotsen die door de Apollo-astronauten van de maan zijn teruggekeerd. In de scheikunde bestaat de atoomkern van elk element uit deeltjes die bekend staan als protonen en neutronen; isotopen van een element hebben hetzelfde aantal protonen in de kern als de reguliere versie, maar verschillende aantallen neutronen. In dit geval is de isotoop van zuurstof, O-18, die acht protonen en tien neutronen heeft, iets zwaarder dan de veel gemeenschappelijker dan O-16, met zijn acht protonen en acht neutronen.,

het onderzoek toont aan dat er een klein verschil is tussen de aarde en de Maan in hun samenstelling van zuurstofisotopen – hun profielen zijn immers niet identiek. Bovendien neemt het verschil toe als je kijkt naar stenen van de maanmantel, een laag onder het oppervlak of de korst – met meer lichtere zuurstofisotopen dan de aarde. Dit is belangrijk. De korst is waar Gemengd puin zou zijn beland, terwijl de diepe binnenkant meer stukjes Theia zou hebben.

dus Theia en de aarde waren niet identiek, en de Maan en de aarde zijn ook niet identiek., Maar de resultaten leren ons ook iets meer over Theia zelf.

vanwege de zwaartekracht kan men van de zwaardere isotopen dichter bij de zon iets meer verwachten. Vergeleken met de aarde, moet Theia meer van de lichtere zuurstofisotopen hebben gehad, wat suggereert dat het verder van de zon dan de aarde zou zijn gevormd.

met de resultaten van deze studie heeft de reuzeninslagtheorie een andere hindernis overschreden in het verklaren van de vorming van onze Maan, en we hebben onderweg iets meer over Theia zelf geleerd.