De mensheid heeft een blijvende fascinatie voor de maan behouden. Het was echter pas in de tijd van Galileo dat wetenschappers het echt begonnen te bestuderen. In de loop van bijna vijf eeuwen hebben onderzoekers talloze, veelbesproken theorieën naar voren gebracht over hoe de maan werd gevormd. Nu werpen geochemici, kosmochemici en petrologen van ETH Zürich nieuw licht op het oorsprongsverhaal van de maan.

In een onderzoek dat zojuist is gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances , rapporteert het onderzoeksteam bevindingen die aantonen dat de maan de inheemse edelgassen helium en neon van de aardmantel heeft geërfd. De ontdekking draagt ​​bij aan de toch al sterke beperkingen van de momenteel populaire theorie van de reuzeninslag, die veronderstelt dat de maan werd gevormd door een enorme botsing tussen de aarde en een ander hemellichaam.

Meteorieten van de maan naar Antarctica

Tijdens haar promotieonderzoek aan de ETH Zürich analyseerde Patrizia Will zes monsters van maanmeteorieten uit een Antarctische collectie, verkregen van NASA. De meteorieten bestaan ​​uit basaltgesteente dat ontstond toen magma uit het binnenste van de maan opwelde en snel afkoelde. Ze bleven na hun vorming bedekt met extra basaltlagen, die de rots beschermden tegen kosmische straling en vooral tegen de zonnewind. Het koelproces resulteerde in de vorming van maanglasdeeltjes tussen de andere mineralen die in magma worden aangetroffen. Will en het team ontdekten dat de glasdeeltjes de chemische vingerafdrukken (isotopische handtekeningen) van de zonnegassen behouden:helium en neon uit het binnenste van de maan. Hun bevindingen ondersteunen sterk dat de maan edelgassen heeft geërfd die inheems zijn op de aarde. "Het was zo'n opwindend resultaat om voor het eerst zonnegassen te vinden in basaltische materialen van de maan die niets te maken hebben met blootstelling aan het maanoppervlak", zegt Will.

Zonder de bescherming van een atmosfeer bekogelen asteroïden voortdurend het oppervlak van de maan. Er was waarschijnlijk een hoge energie-impact nodig om de meteorieten uit de middelste lagen van de lavastroom te werpen, vergelijkbaar met de uitgestrekte vlaktes die bekend staan ​​als de Lunar Mare. Uiteindelijk vonden de rotsfragmenten hun weg naar de aarde in de vorm van meteorieten. Veel van deze meteorietmonsters worden opgepikt in de woestijnen van Noord-Afrika of in dit geval de "koude woestijn" van Antarctica, waar ze gemakkelijker in het landschap te zien zijn.

Grateful Dead-teksten inspireren laboratoriuminstrument

In het Noble Gas Laboratory van de ETH Zürich bevindt zich een ultramoderne edelgasmassaspectrometer genaamd "Tom Dooley", gezongen in het gelijknamige deuntje van Grateful Dead. Het instrument kreeg zijn naam toen eerdere onderzoekers op een gegeven moment de zeer gevoelige apparatuur aan het plafond van het laboratorium hingen om interferentie door de trillingen van het dagelijks leven te voorkomen. Met behulp van het Tom Dooley-instrument was het onderzoeksteam in staat om submillimeter glasdeeltjes van de meteorieten te meten en zonnewind uit te sluiten als de bron van de gedetecteerde gassen. De helium en neon die ze ontdekten waren in een veel grotere hoeveelheid dan verwacht.

De Tom Dooley is zo gevoelig dat het in feite het enige instrument ter wereld is dat zulke minimale concentraties helium en neon kan detecteren. Het werd gebruikt om deze edelgassen te detecteren in de korrels van de 7 miljard jaar oude Murchison-meteoriet - de oudste bekende vaste stof tot nu toe.

Op zoek naar de oorsprong van het leven

Weten waar je moet kijken in NASA's enorme collectie van zo'n 70.000 goedgekeurde meteorieten is een grote stap voorwaarts. "Ik ben er sterk van overtuigd dat er een race zal komen om zware edelgassen en isotopen in meteoritische materialen te bestuderen", zegt ETH Zürich-professor Henner Busemann, een expert op het gebied van buitenaardse edelgas-geochemie. Hij verwacht dat onderzoekers zullen zoeken naar edelgassen zoals xenon en krypton, die moeilijker te identificeren zijn. Ze zullen ook op zoek gaan naar andere vluchtige elementen zoals waterstof of halogenen in de maanmeteorieten.

Busemann zegt:"Hoewel dergelijke gassen niet nodig zijn voor het leven, zou het interessant zijn om te weten hoe sommige van deze edelgassen de brute en gewelddadige vorming van de maan hebben overleefd. Dergelijke kennis kan wetenschappers in de geochemie en geofysica helpen om nieuwe modellen te maken die aantonen meer in het algemeen hoe zulke meest vluchtige elementen planeetvorming kunnen overleven, in ons zonnestelsel en daarbuiten." + Verder verkennen

Marsmeteoriet verstoort theorie over planeetvorming