Hoe de maan ontstond:van de 4,6 miljard jaar oude zon tot de gigantische impacttheorie

Taro Hama @ E‑kamakura/Getty Images

Terwijl de aarde om de zon draait, trekt haar constante metgezel – de maan – aan de oceanen, waardoor de getijden ontstaan die we vandaag de dag waarnemen. Toen het leven voor het eerst op aarde verscheen, was de maan al een bekende aanwezigheid. Toch is dit partnerschap in kosmische termen relatief recent; De aarde heeft niet altijd een satelliet gehad.

Ons beste model van de geboorte van het zonnestelsel begint met een diffuse wolk van gas en stof – een nevel – die onder invloed van de zwaartekracht is ingestort en de zon heeft gevormd. De omringende schijf van materiaal smolt samen tot planeten, manen en kleinere lichamen. Door meteorieten te dateren schatten wetenschappers dat de zon en de aarde ongeveer 4,6 miljard jaar geleden zijn gevormd. Radiometrische dateringen van maanmonsters leverden leeftijden op van wel 4,46 miljard jaar, wat aantoont dat de maan bijna net zo oud is als de aarde, en misschien zelfs iets ouder.

Waar komt de maan vandaan?

Stocktrek-afbeeldingen/Getty Images

Verschillende hypothesen proberen de oorsprong van de maan te verklaren. Elk geloofwaardig model moet aan vijf criteria voldoen:het hoekmomentum van de aarde en de maan, de massa en dichtheid van de maan, de kleine ijzeren kern van de maan, de uitputting van vluchtige elementen en de chemische gelijkenis tussen de twee lichamen.

De heersende theorie, verdedigd door NASA en de meeste planetaire wetenschappers, stelt dat een lichaam ter grootte van Mars, genaamd Theia, in botsing is gekomen met de vroege aarde. Door deze inslag werden de buitenste lagen weggenomen, waardoor het impulsmoment van het systeem ontstond, waardoor een kleine kern voor de protomaan ontstond en materiaal werd uitgeworpen dat later samensmolt tot de maan.

Kunnen we de isotopencrisis oplossen?

Mariusz Lopusiewicz/Shutterstock

Isotopen – atomen van hetzelfde element met verschillende neutronenaantallen – fungeren als vingerafdrukken van planetair materiaal. Zuurstof heeft drie stabiele isotopen (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O). Uit metingen blijkt dat maangesteenten dezelfde zuurstofisotoopverhoudingen hebben als de aarde, wat duidt op een gedeelde bron. Impactsimulaties voorspellen echter dat het meeste maanmateriaal afkomstig zou zijn van Theia, dat verschillende isotopische kenmerken zou moeten vertonen. Deze discrepantie, bekend als de ‘isotopische crisis’, blijft onopgelost.

Alternatieve theorieën over de oorsprong van de maan

South_agency/Getty Images

Eerdere ideeën – zoals een snelle vroege rotatie van materiaal naar buiten (George Darwin, 19e eeuw) of co-formatie met de aarde – komen niet overeen met de kleine kern van de maan of de waargenomen samenstelling ervan. Recentere alternatieven suggereren dat Theia een aardachtige isotopische samenstelling had, of dat dampmenging na de impact het materiaal homogeniseerde. Geen van beide hypotheses verklaart de gegevens volledig.

Met de huidige kennis blijft het exacte vormingstraject van de maan onzeker. Komende missies kunnen duidelijkheid bieden. Het Artemis-programma van NASA plant al in 2027 bemande maanlandingen en belooft nieuwe monsters en observaties die het isotopische mysterie eindelijk zouden kunnen oplossen.