In 2020 bemonsterde de Chinese Chang'e 5-missie meer dan een kilo maansteen en aarde en bracht het terug naar de aarde. De monsters bevatten talloze kleine glasparels, ontstaan ​​toen asteroïden de maan raakten en druppeltjes gesmolten gesteente rond de inslagplaats spatten.

We hebben deze glasparels en de inslagkraters in de buurt van waar ze zijn gevonden tot in detail geanalyseerd. Onze resultaten, gepubliceerd in Science Advances , onthullen nieuwe details over de geschiedenis van asteroïden die de maan de afgelopen 2 miljard jaar hebben geraakt.

We hebben met name sporen gevonden van verschillende golven van inslagen die plaatsvonden op hetzelfde moment als de inslagen op aarde, waaronder de Chicxulub-inslag 66 miljoen jaar geleden die leidde tot het uitsterven van de dinosauriërs.

Miljarden jaren ruimterotsen

De vernietigende kracht van meteorietinslagen is door de hele menselijke geschiedenis heen waargenomen. De onlangs opmerkelijke gebeurtenis uit 2013, de spectaculaire Chelyabinsk-meteoor die honderden mensen verwondde, was een relatief kleine gebeurtenis in vergelijking met historische inslagen.

Gedurende de lange geologische geschiedenis van de aarde zijn er effecten van verschillende schalen opgetreden. Er zijn slechts ongeveer 200 inslagkraters over de hele wereld gevonden, omdat erosie en geologische activiteit het oppervlak van onze planeet voortdurend wijzigen en bewijs van eerdere inslagen uitwissen.

Op de maan, waar inslagkraters niet verdwijnen, zijn enkele honderden miljoenen herkenbaar. Het is niet moeilijk voor te stellen dat de aarde in het begin van haar leven een soortgelijk duizelingwekkend spervuur ​​van projectielen heeft meegemaakt.

Terwijl het zonnestelsel zich in de afgelopen 4,5 miljard jaar ontwikkelde, nam het aantal asteroïden in de loop van de tijd exponentieel af doordat ruimterotsen door de aarde en de andere planeten werden meegesleurd.

De details van dit proces blijven echter duister. Was er in de loop van de tijd een geleidelijk verval in het aantal inslagen op de aarde, de maan en andere planeten in het zonnestelsel? Zijn er perioden waarin botsingen vaker voorkwamen, tegen deze algemene achtergrond van achteruitgang? Bestaat er een mogelijkheid dat het aantal botsingen in de toekomst plotseling toeneemt?

Geploeterd glas

De beste beschikbare plaats om naar antwoorden te zoeken is de maan, en de best beschikbare monsters zijn maanbodems, zoals die van Chang'e 5 mee naar huis heeft genomen.

Maangrond bevat bolvormige druppeltjes gestolde smelt (glas) met afmetingen variërend van enkele millimeters tot minder dan een millimeter. Deze druppeltjes worden gevormd tijdens botsingen met hoge snelheid die het doelgesteente doen smelten.

De gesmolten druppels kunnen tientallen of mogelijk honderden kilometers rond de inslagkrater uitspatten.

Door de chemische samenstelling en radioactiviteit van deze druppeltjes te analyseren, kunnen we bepalen hoe oud ze zijn. De leeftijd van de druppeltjes geeft ons dan een indicatie van wanneer deze inslagen op de maan plaatsvonden.

Elk maanbodemmonster lijkt meerdere effecten te registreren. De leeftijden van de inslagen zijn verspreid over de afgelopen ~4 miljard jaar, waarbij de jongste slechts een paar miljoen jaar oud is.

Een eenvoudige landingssite

Chang'e 5 landde op een locatie met een relatief eenvoudige geologische geschiedenis, vergeleken met andere locaties op de maan waar monsters zijn verzameld.

De landingsplaats bevindt zich in het midden van een uitgestrekt basaltplateau van bijna 400 kilometer breed. Het plateau is "slechts" 2 miljard jaar oud, wat jong is in verhouding tot de leeftijd van de totale maankorst.

Hierdoor is de geschiedenis van de site korter en eenvoudiger te ontrafelen. Dit maakte het gemakkelijker om druppeltjes afkomstig van nabije inslagen te identificeren en om chemische en chronologische gegevens te interpreteren via satellietbeelden van het omringende maanoppervlak.

We hebben deze interpretatie gecombineerd met het modelleren van hoe de druppeltjes zich zouden hebben gevormd en uitspatten bij inslagen van verschillende groottes.

Het blijkt dat glazen druppeltjes 20 tot 100 kilometer van de plaats van de inslag kunnen worden getransporteerd, zelfs als de inslag een krater van slechts 100 meter breed verlaat. Modellen geven ook aan dat inslagen die kraters vormen met een diameter van meer dan 1 kilometer efficiënter zijn in het produceren van de druppeltjes.

Al deze informatie samen hielp bij het zoeken naar specifieke inslagkraters die verantwoordelijk zijn voor de productie van glazen die uit het monster zijn gehaald.

Kraterjacht

Het basaltplateau rond de landingsplaats van Chang'e 5 bevat meer dan 100.000 kraters van meer dan 100 meter groot. Het matchen van glazen druppels met hun krater van oorsprong is een kansspel, hoewel de kansen iets beter zijn dan het winnen van de loterij.

We kunnen zeggen dat sommige van de kraters waarschijnlijk de bron zijn van enkele van de glasdruppels in het monster. Desalniettemin leidde deze matching tot een ander belangrijk resultaat.

Eerdere studies hadden aangetoond dat de leeftijdsverdeling van glasdruppels in de afzonderlijke bodemmonsters ongelijk is. Er zijn perioden in de tijdlijn met grote aantallen druppels en perioden met weinig tot geen.

Onze analyse van glas in de Chang'e 5-monsters en onze pogingen om ze te koppelen aan specifieke kraters bevestigen een variatie in impactsnelheid in de tijd.

Bovendien lijken de leeftijden van de perioden die aan de hand van deze druppeltjes zijn geïdentificeerd, vergelijkbaar te zijn met die welke zichtbaar zijn in een aantal bestaande meteorietgroepen die hun oorsprong vinden in de asteroïdengordel. Deze meteorietgroepen kunnen het resultaat zijn van oude botsingen in de asteroïdengordel.

Een van deze clusterleeftijden valt ook samen met het uitsterven van de dinosauriërs. Onze studie heeft dit niet in detail onderzocht, maar dit toeval kan erop wijzen dat er, om nog onbekende redenen, perioden zijn waarin regelmatige banen van kleine lichamen in het zonnestelsel destabiliseren en in banen terechtkomen waar ze de aarde of de maan kunnen raken.

Alles bij elkaar genomen, suggereren deze leeftijden dat er in de geschiedenis van de aarde perioden kunnen zijn geweest waarin botsingen in het binnenste zonnestelsel toenam. Dit betekent dat de aarde ook perioden kan hebben meegemaakt waarin de impact hoger was dan normaal, en dat soortgelijke toenames in de toekomst mogelijk zijn.

Hoe zou zo'n toename de evolutie van het leven op de planeet beïnvloeden? Dat blijft een mysterie. + Verder verkennen

Maanglas toont inslagen van maanasteroïden gespiegeld op aarde

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.