Toen ons zonnestelsel bijna vier en een half miljard jaar geleden werd gevormd, een object ter grootte van een planeet trof de vroege aarde, leidend tot de vorming van de maan, mogelijk van een hete, draaiende wolk van steendamp, een synestia genaamd. Maar nadat de aarde en de maan uit de damp waren gecondenseerd, er was nog een groeifase toen meteorieten in beide lichamen stortten.

Ondanks hun gemeenschappelijke oorsprong zijn er merkwaardige verschillen tussen de aarde en de maan. Elementen zoals goud, iridium, platina en palladium (bekend als zeer siderofiele of 'ijzerminnende' elementen) zijn relatief schaars op de maan in vergelijking met de aarde. Omdat deze elementen werden geleverd door meteorieten, verklaringen voor het verschil stellen grenzen aan hoe de groei door meteorietbombardementen zich over honderden miljoenen jaren ontvouwde. Het begrijpen van dit probleem is cruciaal om erachter te komen wat er precies gebeurde toen de aarde en de maan uitgroeiden tot de lichamen die we vandaag kennen.

"Dit is een groot probleem geweest in termen van hoe we de aanwasgeschiedenis van de maan begrijpen, " zei Qing-zhu Yin, hoogleraar aard- en planetaire wetenschappen aan UC Davis.

Yin en een internationale groep medewerkers hebben nu een gedetailleerde reconstructie uitgevoerd die het probleem van de zeer siderofiele elementen oplost en nieuw inzicht geeft in de late aangroeigeschiedenis van de maan. Hun resultaten worden op 11 juli gepubliceerd in het tijdschrift Natuur .

Minder retentie van meteorietmateriaal

De onderzoekers modelleerden de miljoenen meteoorinslagen die materiaal naar de aarde en de maan zouden hebben gebracht. Ze valideerden hun model door het aantal voorspelde inslagen te vergelijken met het aantal werkelijke kraters op de maan.

Ze ontdekten dat vanwege de kleinere omvang van de maan, en omdat sommige inslagen onder een kleine hoek met het oppervlak zouden zijn, Er werd relatief minder materiaal achtergelaten door meteorieten die de maan raken dan door meteorieten die de aarde raken.

Yin en collega's berekenden dat de siderofiele elementen pas vanaf ongeveer 4,35 miljard jaar geleden in de maankorst en -mantel zouden zijn vastgehouden, later dan eerder werd gedacht en rond de tijd dat de magma-oceaan die de maan bedekte, stolde. Siderofiele elementen die vóór die tijd arriveerden, zouden zijn opgenomen in de ijzeren kern van de maan.

Bij elkaar genomen, deze factoren verklaren de discrepantie in zeer siderofiele elementen tussen aarde en maan.

"Het mooie van dit werk is dat al deze dingen nu mooi samenkomen. We hebben dit probleem misschien opgelost, tenminste totdat iemand nieuwe discrepanties vindt!" zei Yin.