Deze afbeelding toont een zeer poreuze korst op het maanoppervlak, als gevolg van breuken veroorzaakt door miljarden jaren van inslagkraters. Krediet: NASA / JPL-Caltech / IPGP
Door naar het oppervlak van de maan te kijken, weten we dat het een pak slaag heeft gekregen van asteroïden en kometen die het oppervlak hebben geslagen. Maar nieuwe details van de GRAIL-missie onthullen dat het maaninterieur net onder het oppervlak ook is ommuurd en bijna volledig is verpulverd. Deze verrassende bevinding, samen met de ontdekking van diepe breuken, suggereert dat de maan in de eerste miljard jaar een geschiedenis van enorme inslagen heeft doorstaan, meer dan eerder werd gedacht. Dit betekent dat de aarde en andere terrestrische planeten in het zonnestelsel ook grote vroege gevolgen hebben gehad.
"Het was bekend dat planeten werden getroffen door inslagen, maar niemand had gedacht dat de korst van de [maan] zo in elkaar werd geslagen", zegt Maria Zuber, hoofdonderzoeker van de GRAIL-missie. "Dit is echt een grote verrassing en het zal veel mensen ertoe brengen na te denken over wat dit betekent voor planetaire evolutie."
De nieuwe GRAIL-gegevens komen overeen met recente studies die suggereren dat het late zware bombardement veel langer heeft geduurd dan oorspronkelijk werd geschat en tot ver in de tijd dat het vroege leven op aarde vormde. Bovendien was deze "laat-late" periode van effecten - 3,8 miljard tot 2,5 miljard jaar geleden - niet voor bangeriken. Verschillende ontploffingen hebben mogelijk de rivalen geëvenaard die enkele van de grootste kraters op de maan produceerden, en hadden groter kunnen zijn dan de dinosaurus-dodende impact die de Chicxulub-krater 65 miljoen jaar geleden creëerde.
Uit de metingen van GRAIL hebben Zuber en haar team nu een kaart met hoge resolutie van de zwaartekracht van de maan aan elkaar genaaid (lees er meer over in ons vorige artikel.)
Maar de resulterende kaart onthult ook een inwendig zwaartekrachtveld dat consistent is met een ongelooflijk gebroken maankorst. Vergeleken met het oppervlak ziet de kaart van het interieur er buitengewoon glad uit. Afgezien van de grote inslagbekkens, mist de bovenste korst van de maan grotendeels dichte rotsstructuren en is in plaats daarvan waarschijnlijk gemaakt van poreus, verpulverd materiaal.
Deze maankaart toont de zwaartekrachtgradiënten berekend door NASA's GRAIL-missie. Rood en blauw komen overeen met sterkere zwaartekrachtgradiënten. Afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech / CSM
De maanzwaartekrachtkaart van GRAIL heeft ook talloze structuren op het maanoppervlak onthuld die niet waren opgelost door eerdere zwaartekrachtkaarten van welke planeet dan ook, waaronder vulkanische landvormen, inslagbassinringen en vele eenvoudige, komvormige kraters. Uit de metingen van GRAIL hebben wetenschappers vastgesteld dat de korst van de maan, in dikte variërend van 34 tot 43 kilometer, veel dunner is dan planetaire geologen eerder hadden vermoed. De korst onder sommige grote bekkens is bijna niet aanwezig, wat aangeeft dat vroege inslagen de maanmantel mogelijk hebben opgegraven en een raam naar binnen hebben verschaft.
'Als je kijkt naar het oppervlak van de maan en hoe zwaar het is,' zei Zuber woensdag tijdens een persconferentie van de Amerikaanse Geophysical Union-conferentie, 'dat ons vertelt dat alle aardse planeten er zo uitzagen, maar de geschiedenis van de aarde is niet bewaard gebleven vanwege atmosferische en erosieprocessen op onze planeet. Dus als we die vroege periodes willen bestuderen, moeten we ergens anders heen gaan, en daarvoor is de maan de perfecte plek. '
Zuber zei dat we, nu we een ongelooflijke breuk van de bovenste korst van de maan hebben gevonden, nu weten dat de korst van andere planeten waarschijnlijk dezelfde breuken heeft. 'We hebben redenen om aan te nemen dat de breuken op de terrestrische planeten dieper zijn, en misschien zoals in het geval van de maan, zelfs in de mantel. Dit heeft invloed op de planetaire evolutie, zoals hoe planeten warmte verliezen, 'zei ze.
Breuken bieden ook een route voor vloeistoffen.
"Er is een theorie dat Mars een oeroude oceaan heeft, en we vragen ons af waar die naartoe ging", zei Zuber. "De oceaan kan heel goed ondergronds zijn, en we hebben bewijs gezien van water onder de grond op Mars. Als er ooit microben op het oppervlak van Mars zouden zijn geweest, dan hadden ze heel diep kunnen gaan, dus deze bevinding opent zulke mogelijkheden en opent echt een venster naar de vroege stadia van ons zonnestelsel en hoe gewelddadig een plaats het was. ”
Naast de ontdekkingen van GRAIL zei Zuber dat een andere grote prestatie de prestatie van het ruimtevaartuig zelf was. Om de wetenschappelijke doelen van de missie te bereiken, moesten de twee sondes, die meer dan 200 kilometer uit elkaar kunnen reizen, veranderingen in de afstand ertussen tot binnen enkele tienden van een micron per seconde kunnen meten. Maar GRAIL presteerde ongeveer vijf keer beter dan zijn meetvereisten, waardoor veranderingen in de afstand van ruimtevaartuigen tot enkele honderdensten van een micron per seconde werden opgelost.
"Tijdens deze missie, met twee ruimtevaartuigen, moest alles twee keer perfect verlopen", zegt Zuber trots toevoegend: "Stel je voor dat je een ouder bent die een tweeling opvoedt, en je kinderen gaan achter de piano zitten en spelen perfect een duet. Zo voelt het. "
Bronnen: GRAIL-persconferentie van AGU, MIT, JPL
