Wetenschap
Wat is het vroegste dat de maan zich had kunnen vormen?
Astronomen zijn er vrij zeker van dat ze weten waar de maan vandaan kwam. In het vroege zonnestelsel botste een object ter grootte van Mars, genaamd Theia, tegen de aarde. Deze cataclysmische botsing bracht een enorme massa materiaal in een baan om de aarde, die samenvloeide en afkoelde tot de maan. Maar het is een moeilijke opgave om precies vast te stellen wanneer dit heeft plaatsgevonden.
Op de 55e jaarlijkse Lunar and Planetary Science Conference (LPSC 2024) vorige maand in The Woodlands, Texas, stelden onderzoekers een nieuwe tijdlijn van gebeurtenissen voor die de gigantische impact eerder verplaatst dan eerdere voorspellingen, namelijk slechts 50 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel. .
Het dateren van de gigantische impactgebeurtenis is een uitdaging omdat het bestaande bewijsmateriaal tegenstrijdig is en verhalen vertelt die niet kloppen.
Eén bewijslijn is afgeleid van planeetbanen. De meest waarschijnlijke oorzaak van de inslag is een instabiliteit in de baan van Jupiter, waardoor objecten als Theia binnen de eerste 100 miljoen jaar van het zonnestelsel op het pad van de aarde zouden zijn geslingerd. Als die orbitale instabiliteit zich later had voorgedaan, zouden de banen van de binnenplaneten verstoord zijn geweest, en zouden de Trojaanse asteroïden van Jupiter, zoals het binaire paar Patroclus en Menoetius (die NASA's Lucy-ruimtevaartuig in 2033 wil bezoeken) niet blijven waar we ze nu zien. .
De beste schatting op basis van deze orbitale waarnemingen plaatst de impact tussen 37 en 62 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel. Onderzoekers denken dat de maan binnen ongeveer 10 miljoen jaar na de inslag van een magmameer tot een vast oppervlak zou zijn afgekoeld.
Geologisch bewijs lijkt echter een ander verhaal te vertellen. De vroegst bekende maanstenen ontstonden veel later en leken na ongeveer 208 miljoen jaar uit magma te zijn gekristalliseerd. Op dezelfde manier lijken rotsen op aarde zich na ongeveer 218 miljoen jaar tot een echte korst te hebben gevormd.
Een derde dateringsschema, uitgevoerd door het verval van het element Hafnium in Wolfraam te meten, vervroegt de botsingsdatum opnieuw, wat erop wijst dat de kern van de maan rond 50 miljoen jaar is gevormd.
Elke verklaring voor de vorming van de maan moet rekening houden met al deze soorten bewijsmateriaal.
Het op LPSC 55 voorgestelde scenario doet precies dat. Ze suggereren een vroege botsing rond de 50 miljoen jaar, gevolgd door een periode van afkoeling van 10 miljoen jaar. Maar de maan onderging vervolgens een cyclus van opwarming voordat hij na 200 miljoen jaar uiteindelijk weer afkoelde.
Dat opwarmingsproces is de sleutel tot deze theorie, en als het juist is, zou het veroorzaakt zijn door getijdenkrachten. Volgens deze theorie was de baan van de maan nog niet stabiel rond de aarde, en de helling en excentriciteit ervan namen toe in de jaren na de inslag, waardoor de maan werd samengedrukt en uitgerekt en vloeibaar werd. Dezelfde getijdenprocessen vinden tegenwoordig plaats op andere manen:rond Jupiter zien we bijvoorbeeld dat ze vulkanen op Io creëren en vloeibare oceanen op Europa.
Het afkoelingsproces werd waarschijnlijk ook vertraagd door gewelddadige secundaire inslagen, omdat het overgebleven materiaal van de eerste inslag in de loop van miljoenen jaren tegen de maan botste.
Het team heeft ook een nieuw bewijsstuk toegevoegd dat de argumenten voor een vroege gigantische impact rond 50 miljoen jaar versterkt. Net als bij de vervalmethode van Hafnium-Tungsten heeft het team het verval van aardse rubidiumbronnen tot strontium gemeten, wat een onafhankelijke schatting opleverde die deze vroege datering ondersteunt.