science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Magma is de sleutel tot de make-up van de manen

De afbeelding is een momentopname van numerieke modellering van de maanvorming door een gigantische inslag. Proto-aarde staat in het midden; rode punten duiden op materialen uit de oceaan van magma op een proto-aarde; blauwe punten geven de materialen van het botslichaam aan. Krediet:Hosono, Karato, Makino &Saitoh

Al meer dan een eeuw, wetenschappers hebben gekibbeld over hoe de maan van de aarde is gevormd. Maar onderzoekers van Yale en in Japan zeggen dat ze misschien het antwoord hebben.

Veel theoretici geloven dat een object ter grootte van Mars tegen de vroege aarde is ingeslagen, en materiaal dat door die botsing werd losgemaakt, vormde de basis van de maan. Toen dit idee werd getest in computersimulaties, het bleek dat de maan voornamelijk zou worden gemaakt van het botsende object. Toch is het tegenovergestelde waar; we weten door analyse van stenen die zijn meegebracht uit Apollo-missies dat de maan voornamelijk bestaat uit materiaal van de aarde.

Een nieuwe studie gepubliceerd op 29 april in Natuur Geowetenschappen , co-auteur van Yale geofysicus Shun-ichiro Karato, geeft uitleg.

De sleutel, Karato zegt, is dat de vroege, proto-aarde - ongeveer 50 miljoen jaar na de vorming van de zon - werd bedekt door een zee van heet magma, terwijl het botsende object waarschijnlijk van massief materiaal was gemaakt. Karato en zijn medewerkers wilden een nieuw model testen, gebaseerd op de botsing van een proto-aarde bedekt met een oceaan van magma en een solide inslaand object.

Het model toonde aan dat na de botsing, het magma wordt veel meer verwarmd dan vaste stoffen van het botsende object. Het magma zet dan in volume uit en gaat in een baan om de maan te vormen, zeggen de onderzoekers. Dit verklaart waarom er veel meer aards materiaal in de samenstelling van de maan zit. Eerdere modellen hielden geen rekening met de verschillende mate van verwarming tussen het proto-aarde-silicaat en het botslichaam.

"In ons voorbeeld ongeveer 80% van de maan is gemaakt van proto-aarde materialen, " zei Karato, die uitgebreid onderzoek heeft gedaan naar de chemische eigenschappen van proto-aarde magma. "In de meeste van de vorige modellen, ongeveer 80% van de maan bestaat uit het botslichaam. Dit is een groot verschil."

Karato zei dat het nieuwe model eerdere theorieën bevestigt over hoe de maan werd gevormd, zonder de noodzaak om onconventionele botsingsomstandigheden voor te stellen - iets wat theoretici tot nu toe moesten doen.

Voor de studie, Karato leidde het onderzoek naar de compressie van gesmolten silicaat. Een groep van het Tokyo Institute of Technology en het RIKEN Center for Computational Science ontwikkelde een computermodel om te voorspellen hoe materiaal van de botsing de maan werd.