De Aarde en Theia waren waarschijnlijk buren
De Maan is ontstaan door een gigantische inslag van de proto-Aarde op de oeroude protoplaneet Theia. In een nieuw onderzoek heeft een team van wetenschappers uit de Verenigde Staten, Duitsland, Frankrijk en China ijzerisotopen gemeten in maanmonsters, aardse gesteenten en meteorieten die de isotopenreservoirs vertegenwoordigen waaruit Theia en de proto-Aarde mogelijk zijn ontstaan. Ze ontdekten dat Theia en de meeste andere bestanddelen van de Aarde afkomstig zijn uit het binnenste zonnestelsel. Hun berekeningen suggereren dat Theia mogelijk dichter bij de Zon is ontstaan dan de Aarde.
“De samenstelling van een object legt de volledige ontstaansgeschiedenis vast, inclusief de plaats van ontstaan”, aldus Dr. Thorsten Kleine, hoofdauteur van de studie en onderzoeker aan het Max Planck Institut für Sonnensystemforschung.
“De verhoudingen waarin bepaalde metaalisotopen in een object aanwezig zijn, zijn bijzonder veelzeggend.”
“Isotopen zijn varianten van hetzelfde element die alleen verschillen in het aantal neutronen in hun atoomkern – en dus in hun gewicht.”
“In het vroege zonnestelsel waren de isotopen van een bepaald element waarschijnlijk niet gelijkmatig verdeeld: aan de buitenrand van het zonnestelsel kwamen de isotopen bijvoorbeeld in een iets andere verhouding voor dan in de buurt van de Zon.”
“Informatie over de oorsprong van de oorspronkelijke bouwstenen wordt dus opgeslagen in de isotopensamenstelling van een object.”
In de studie bepaalden de auteurs de verhouding van verschillende ijzerisotopen in aard- en maangesteenten met ongekende precisie.
Ze onderzochten 15 aardse gesteenten en zes maanmonsters die astronauten van de Apollo-missies naar de Aarde hebben meegenomen.
Het resultaat is nauwelijks verrassend: zoals eerdere metingen van de isotopenverhoudingen van chroom, calcium, titanium en zirkonium al hadden aangetoond, zijn de Aarde en de Maan in dit opzicht niet van elkaar te onderscheiden.
De grote gelijkenis laat echter geen directe conclusies over Theia toe. Er zijn simpelweg te veel mogelijke botsingsscenario’s.
Hoewel de meeste modellen ervan uitgaan dat de Maan bijna uitsluitend is gevormd uit materiaal van Theia, is het ook mogelijk dat de Maan voornamelijk bestaat uit materiaal van de vroege aardmantel of dat de gesteenten van de Aarde en Theia onlosmakelijk met elkaar vermengd zijn.
Om meer over Theia te weten te komen, pasten de onderzoekers een soort reverse engineering toe op planeten.
Op basis van de overeenkomende isotopenverhoudingen in de huidige aardse en maangesteenten onderzocht het team welke samenstellingen en groottes van Theia en welke samenstelling van de vroege Aarde tot deze eindtoestand zouden hebben kunnen geleid.
In de studie keken de wetenschappers niet alleen naar ijzerisotopen, maar ook naar die van chroom, molybdeen en zirkonium.
De verschillende elementen geven toegang tot verschillende fasen van planeetvorming. Lang voor de verwoestende ontmoeting met Theia had er een soort sorteringsproces plaatsgevonden in de jonge Aarde.
Met de vorming van de ijzerkern hoopten zich daar elementen op, zoals ijzer en molybdeen; ze waren daarna grotendeels verdwenen uit de rotsmantel.
Het ijzer dat nu in de aardmantel wordt aangetroffen kan daarom pas na de vorming van de kern zijn aangekomen, bijvoorbeeld aan boord van Theia.
Andere elementen, zoals zirkonium, die niet in de kern zijn gezonken, documenteren de volledige geschiedenis van de vorming van onze planeet.
Van de wiskundig mogelijke samenstellingen van Theia en de jonge Aarde die uit de berekeningen voortvloeien kunnen sommige als onwaarschijnlijk worden uitgesloten.
“Het meest overtuigende scenario is dat de meeste bouwstenen van de Aarde en Theia afkomstig zijn uit het binnenste zonnestelsel”, aldus Dr. Timo Hopp, hoofdauteur van de studie en onderzoeker aan de Universiteit van Chicago en het Max Planck Institut für Sonnensystemforschung.
“De Aarde en Theia waren waarschijnlijk buren.”
“Hoewel de samenstelling van de vroege Aarde voornamelijk kan worden weergegeven als een mengsel van bekende meteorietklassen, is dit bij Theia niet het geval.”
“Verschillende meteorietklassen zijn ontstaan in verschillende gebieden in het buitenste zonnestelsel.”
“Ze dienen daarom als referentiemateriaal voor het bouwmateriaal dat beschikbaar was tijdens de vorming van de vroege Aarde en Theia.”
“In het geval van Theia kan echter ook voorheen onbekend materiaal een rol hebben gespeeld.”
“Wij denken dat de oorsprong van dit materiaal dichter bij de Zon ligt dan bij de Aarde.”
“De berekeningen suggereren daarom dat Theia dichter bij de Zon is ontstaan dan onze planeet.”
Artikel: Timo Hopp et al. 2025. The Moon-forming impactor Theia originated from the inner Solar System. Science 390 (6775): 819-823; doi: 10.1126/science.ado0623
Eerste publicatie: 22 november 2025
Bron: sci.news & anderen
