Miljarden jaren geleden sloeg er iets tegen de donkere kant van de maan en hakte er een heel, heel groot gat uit. Het bekken van de Zuidpool-Aitken, zoals het enorme gat bekend is bij aardbewoners, strekt zich uit over 2500 kilometer breed en 13 kilometer diep en is de oudste en diepste krater op de maan en een van de grootste kraters in het hele zonnestelsel.
Al tientallen jaren vermoeden onderzoekers dat het gigantische bassin is ontstaan door een frontale botsing met een zeer grote, zeer snelle meteoor. Zo'n inslag zou de korst van de maan uit elkaar hebben gescheurd en brokken maanmantel over het oppervlak van de krater hebben verspreid, wat een zeldzame glimp zou opleveren van waar de maan echt van is gemaakt. (Spoiler: It's not cheese.) Die theorie kreeg eerder dit jaar enige bekendheid, toen de Chinese Yutu-2-rover, die zich in januari op de bodem van de krater aan boord van de Chang'e 4-lander vestigde, sporen van mineralen ontdekte die leken te ontstaan van de maanmantel.
Nu, echter, een studie gepubliceerd op 19 augustus in het tijdschrift Geophysical Research Letters werpt die resultaten - en het oorsprongsverhaal van de krater - in twijfel. Na analyse van de mineralen in zes percelen grond op de bodem van het bekken van de Zuidpool-Aitken, stelt een team van onderzoekers dat de samenstelling van de krater alleen korst is en geen mantel, wat suggereert dat de impact die de krater opende miljarden jaren geleden niet werd geraakt hard genoeg om de ingewanden van de maan op het oppervlak te spuiten.
"We zien de mantelmaterialen niet zoals verwacht op de landingsplaats", zegt co-auteur Hao Zhang, planetair wetenschapper aan de China University of Geosciences, in een verklaring. Deze bevindingen sluiten een directe botsing met een hogesnelheidsmeteor uit en roepen de vraag op: wat, zo niet een frontale meteooraanval, creëerde de grootste krater op de maan?
De donkere kant verlichten
In hun nieuwe studie gebruikten de onderzoekers een techniek genaamd reflectiespectroscopie om specifieke mineralen in de maanbodem te identificeren op basis van hoe individuele korrels zichtbaar en nabij-infrarood licht reflecteerden.
Met behulp van apparatuur aan boord van de Yutu 2-rover voerde het team de eerste twee dagen na de landing van Chang'e 4 reflectietests uit op zes stukken grond, op een afstand van ongeveer 175 voet (54 meter) van de lander. Met behulp van een database die maanmineralen identificeert op basis van verschillende factoren, waaronder grootte, reflectie en afbraak als gevolg van zonnewind, schatte het team de mineraalconcentratie in elk van de percelen.
Een kristallijn gesteente genaamd plagioclase was verreweg het meest voorkomende mineraal in elk monster, goed voor 56% tot 72% van de samenstelling van de krater, schreven de onderzoekers. Gevormd als primordiale oceanen van lava cool, komt plagioclase zeer vaak voor in de korst van de aarde en de maan, maar het komt minder voor in hun mantels. Hoewel het team andere mineralen in de korst ontdekte die vaker voorkomen in de mantel van de maan, zoals olivijn, maakten deze rotsen een te klein deel van de grondmonsters uit om te suggereren dat een deel van de mantel door de korst was gebroken.
Deze minerale samenstelling compliceert de theorie dat een gigantische meteoor met hoge snelheid miljarden jaren geleden het bekken van de Zuidpool-Aitken heeft gecreëerd, omdat een dergelijke impact vrijwel zeker brokken mantel over het maanoppervlak zou hebben verspreid.
Dus wat creëerde dan de krater? In de nieuwe studie speculeerden de onderzoekers niet. Eerder onderzoek heeft echter gesuggereerd dat een afvallige ruimtesteen nog steeds de boosdoener is, maar de hit was misschien niet zo direct. Een studie die in 2012 in het tijdschrift Science werd gepubliceerd, betoogde dat een iets trager bewegende meteoor de achterkant van de maan onder een hoek van ongeveer 30 graden had kunnen raken en had geresulteerd in een passend grote krater die de mantel van de maan nooit verstoorde. Die onderzoekers hadden echter alleen simulaties om door te gaan.
Als er niets anders is, suggereert het nieuwe onderzoek dat er nog veel meer te ontdekken valt in het bekken van de Zuidpool-Aitken voordat een antwoord duidelijk wordt. Ik zie je aan de donkere kant van de maan.
