De meest uitgebreide en wijdverbreide theorie over hoe de maan is gevormd, wordt de 'gigantische impacthypothese' genoemd. Die hypothese toont aan dat ongeveer 150 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel een planeet van ongeveer Mars-formaat genaamd Theia in botsing kwam met de aarde. Hoewel de tijdlijn fel wordt bediscussieerd in de wetenschappelijke gemeenschap, weten we dat deze botsing Theia en een deel van de aarde deed smelten, en dat gesmolten gesteente om de aarde cirkelde totdat het in de maan samenvloeide.
Maar nu suggereert een nieuwe studie, hoewel niet in tegenspraak met de gigantische impacthypothese, een andere tijdlijn en een oudere maan.
Nieuw onderzoek van wetenschappers van het Instituut voor Geologie en Mineralogie van de Universiteit van Keulen suggereert dat de maan ouder is dan de gigantische impacthypothese zegt. Hun onderzoek is gebaseerd op chemische analyses van Apollo-maanmonsters en het laat zien dat de maan slechts 50 miljoen jaar na het zonnestelsel is gevormd, in plaats van 150 miljoen jaar. Hierdoor veroudert de maan met 100 miljoen jaar.
Dit is belangrijk werk omdat het begrijpen van de leeftijd van de maan ons helpt de leeftijd van de aarde te begrijpen. En dit type onderzoek kan alleen worden gedaan met maanstenen, omdat ze sinds de vorming grotendeels onveranderd zijn gebleven. Aardse gesteenten zijn al miljarden jaren aan geologische processen onderworpen en bieden niet hetzelfde type ongerepte vormingsgegevens als maanstenen.
"De maan biedt dus een unieke kans om de planetaire evolutie te bestuderen."
Dr. Peter Sprung, co-auteur, Universiteit van Keulen
De studie is getiteld "Early Moon formation afgeleid uit hafnium-wolfraam systematiek" en is gepubliceerd in Nature Geoscience.
Het bewijs komt voort uit de relaties tussen twee zeldzame elementen: halfnium (Hf) en wolfraam (W; het stond vroeger bekend als wolfram.) Het is gericht op de hoeveelheden van de verschillende chemische elementen die zich in gesteenten van verschillende leeftijden bevinden.
"Door de relatieve hoeveelheden van verschillende elementen in gesteenten te vergelijken die zich op verschillende tijdstippen hebben gevormd, is het mogelijk om te leren hoe elk monster gerelateerd is aan het maaninterieur en de stolling van de magma-oceaan", zegt Dr. Raul Fonseca, van de Universiteit van Keulen. Samen met zijn collega en co-auteur van de studie Dr. Felipe Leitzke, doen ze laboratoriumexperimenten om de geologische processen die zich in het binnenste van de maan hebben voorgedaan te bestuderen.
Nadat Theia de aarde had geraakt en een kolkende wolk van magma had gecreëerd, koelde dat magma af en vormde het de maan. Na de botsing was de pasgeboren maan bedekt met magma. Terwijl het magma afkoelde, vormde het verschillende soorten rotsen. Die rotsen bevatten een verslag van dat koelende wetenschappers proberen te herstellen. "Deze rotsen bevatten informatie over de vorming van de maan en zijn nog steeds te vinden op het maanoppervlak", zegt dr. Maxwell Thiemens, voormalig onderzoeker van de Universiteit van Keulen en hoofdauteur van de studie.
Er zijn zwarte gebieden op het oppervlak van de maan die merries worden genoemd, wat in het Latijn 'zeeën' betekent. Het zijn grote formaties van basaltachtige, stollingsgesteente. De wetenschappers achter de studie gebruikten de relatie tussen uranium, halfnium en wolfraam om het smelten te begrijpen dat de merries van de maan veroorzaakte. Vanwege de precisie van hun metingen identificeerden ze verschillende trends tussen de verschillende suites van rotsen.
Halfnium en wolfraam bieden wetenschappers een natuurlijke klok in de rots zelf, omdat na verloop van tijd de hafnium-182-isotoop vervalt tot wolfraam 182. Maar dat verval ging niet eeuwig door; het duurde maar de eerste 70 miljoen jaar van het leven van het zonnestelsel. Het team vergeleek de Apollo-monsters met hun laboratoriumexperimenten en ontdekte dat de maan al 50 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel begon te stollen.
"Deze leeftijdsinformatie betekent dat er vóór die tijd een gigantische impact moest zijn, die een fel bediscussieerde vraag onder de wetenschappelijke gemeenschap over het ontstaan van de maan beantwoordt", voegt professor Dr. Carsten Münker van het UoC's Institute of Geology and Mineralogy, senior auteur toe. van de studie.
Dr. Peter Sprung, co-auteur van de studie, voegt eraan toe: “Dergelijke waarnemingen zijn niet meer mogelijk op aarde, aangezien onze planeet in de loop van de tijd geologisch actief is geweest. De maan biedt dus een unieke kans om de planetaire evolutie te bestuderen. ”
Het is verbazingwekkend dat de rotsen die tijdens Apollo 11 vijftig jaar geleden zijn verzameld nog steeds dit bewijs leveren. De uiterst nauwkeurige metingen van het team zijn gebaseerd op inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie, iets wat in Apollo's tijd niet mogelijk was. De astronauten die de monsters hebben verzameld, konden dit niet weten, maar die rotsen leren ons nog steeds niet alleen over de maan, maar ook over de leeftijd van de aarde zelf.
Meer:
- Persbericht: Uit onderzoek blijkt dat de maan ouder is dan eerder werd aangenomen
- Research Paper: Early Moon formatie afgeleid uit hafnium-wolfraam systematiek
- Wikipedia: Lunar Mare
- NASA: The Moon in Depth
