Volgens de Giant Impact Hypothesis is het aarde-maansysteem ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ontstaan toen een voorwerp ter grootte van een Mars op de aarde botste. Deze impact leidde tot het vrijkomen van enorme hoeveelheden materiaal die uiteindelijk samenkwamen om de aarde en de maan te vormen. In de loop van de tijd migreerde de maan geleidelijk weg van de aarde en nam haar huidige baan aan.
Sindsdien zijn er regelmatig uitwisselingen geweest tussen de aarde en de maan als gevolg van inslagen op hun oppervlakken. Volgens een recent onderzoek is een impact die plaatsvond tijdens de Hadean Eon (ongeveer 4 miljard jaar geleden) mogelijk verantwoordelijk geweest voor het sturen van het oudste gesteentemonster van de aarde naar de maan, waar het werd opgehaald door de Apollo 14 astronauten.
De studie, die onlangs in het tijdschrift verscheen Aarde en Planetary Science Letters, werd geleid door Jeremy Bellucci van het Zweedse natuurhistorisch museum en bestond uit leden van het Lunar and Planetary Institute (LPI), meerdere universiteiten en het Center for Lunar Science and Exploration (CLSE), dat deel uitmaakt van NASA's onderzoek naar zonnestelselonderzoek Virtueel instituut.
Deze ontdekking werd mogelijk gemaakt dankzij een nieuwe techniek die door het onderzoeksteam is ontwikkeld voor het lokaliseren van impactorfragmenten in maanregolieten. De ontwikkeling van deze techniek bracht Dr. David A. Kring - de hoofdonderzoeker bij CLSE en een Universities Space Research Association (USRA) wetenschapper bij de LPI - ertoe hen uit te dagen een stuk aarde op de maan te lokaliseren.
Het resulterende onderzoek bracht hen ertoe een fragment van 2 g (0,07 oz) gesteente te vinden dat bestond uit kwarts, veldspaat en zirkoon. Rotsen van dit type worden vaak op aarde gevonden, maar zijn zeer ongebruikelijk op de maan. Bovendien bleek uit een chemische analyse dat het gesteente kristalliseerde in een geoxideerd systeem en bij temperaturen die consistent waren met de aarde tijdens de Hadean; in plaats van de maan, die op dat moment hogere temperaturen ervoer.
Zoals Dr. Kring in een recent LPI-persbericht aangaf:
"Het is een buitengewone vondst die helpt om een beter beeld te schetsen van de vroege aarde en het bombardement dat onze planeet veranderde tijdens het aanbreken van het leven."
Op basis van hun analyse concludeerde het team dat de rots werd gevormd in de Hadean Eon en vanaf de aarde werd gelanceerd toen een grote asteroïde of komeet het oppervlak raakte. Deze inslag zou materiaal in de ruimte hebben geworpen waar het in botsing kwam met het oppervlak van de maan, dat op dat moment driemaal dichter bij de aarde was. Uiteindelijk werd dit rotsachtige materiaal vermengd met maanregoliet om een enkel monster te vormen.
Het team heeft ook veel kunnen leren over de geschiedenis van de sample rock uit hun analyse. Ten eerste concludeerden ze dat de rots kristalliseerde op een diepte van ongeveer 20 km (12,4 mijl) onder het aardoppervlak tussen 4,0. en 4,1 miljard jaar geleden, en werd vervolgens opgegraven door een of meer grote impactgebeurtenissen die het de cis-maanruimte in stuurden.
Dit komt overeen met eerder onderzoek van het team dat heeft laten zien hoe de inslagen in deze periode - het late zware bombardement (dat ongeveer 4,1 tot 3,8 miljard jaar geleden plaatsvond) - kraters produceerden met een diameter van duizenden km, meer dan genoeg om materiaal uit te werpen een diepte van 20 km (12,4 mi) in de ruimte.
Ze stelden verder vast dat verschillende andere inslaggebeurtenissen het beïnvloedden zodra het het maanoppervlak bereikte. Een van hen zorgde ervoor dat het monster ongeveer 3,9 miljard jaar geleden gedeeltelijk smolt en had het onder het oppervlak kunnen begraven. Na die periode werd de maan blootgesteld aan kleinere en minder frequente inslagen, en gaf hem het pokdalige oppervlak dat hij nu heeft.
De laatste impactgebeurtenis die dit monster beïnvloedde, vond ongeveer 26 miljoen jaar geleden plaats, tijdens de Paleogene periode op aarde. Deze inslag veroorzaakte een kegelkrater met een diameter van 340 m (1082 ft) en groef de monstergesteente terug op het maanoppervlak. Deze krater was de landingsplaats van de Apollo 14 missie in 1971, waar de missie-astronauten gesteentemonsters verkregen om terug te brengen naar de aarde voor studie (waaronder de aardgesteente).
Het onderzoeksteam erkent dat het mogelijk is dat het monster op de maan had kunnen kristalliseren. Dat zou echter voorwaarden vereisen die tot nu toe in alle tot dusver verkregen maanmonsters moeten worden nageleefd. Het monster zou bijvoorbeeld heel diep in de maanmantel moeten kristalliseren. Bovendien wordt aangenomen dat de samenstelling van de maan op die diepten heel anders is dan wat is waargenomen in het voorbeeldgesteente.
Als gevolg hiervan is de eenvoudigste verklaring dat dit een terrestrische rots is die op de maan is terechtgekomen, een bevinding die waarschijnlijk enige controverse zal veroorzaken. Dit is onvermijdelijk, aangezien dit het eerste Hadean-monster in zijn soort is dat wordt gevonden, en de plaats van zijn ontdekking zal waarschijnlijk ook bijdragen aan de ongelooffactor.
Kring verwacht echter dat er meer monsters zullen worden gevonden, omdat Hadean-rotsen waarschijnlijk het maanoppervlak hebben gepeperd tijdens het laat-zware bombardement. Misschien als bemande missies het komende decennium naar de maan beginnen te reizen, zullen ze meer kans maken op meer van de oudste monsters van aardgesteenten.
Het onderzoek is mogelijk gemaakt dankzij de ondersteuning van NASA's Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) als onderdeel van een joint venture tussen de LPI en NASA's Johnson Space Center.
