Enorme oude inslag verklaart de twee gezichten van de Maan

Een oude inslag die het Aitken-bekken aan de zuidpool vormde, een enorme inslagstructuur aan de andere kant van de Maan, zou volgens nieuw onderzoek een enorme warmtepluim hebben gecreëerd die zich door het binnenste van de Maan verspreidde. Die pluim zou bepaalde zeldzame aarde- en warmte producerende elementen naar de nabije kant van de Maan hebben gebracht. Die concentratie van elementen zou hebben bijgedragen aan het vulkanisme dat de nabijgelegen vulkanische vlaktes heeft gecreëerd.

Astronomen weten dat grote inslagen, zoals die welke het Aitken-bekken vormde, veel hitte zouden veroorzaken. De vraag is hoe die hitte de innerlijke dynamiek van de Maan heeft beïnvloed.

De onderzoekers laten zien dat onder alle plausibele omstandigheden op het moment dat het Aitken-bekken werd gevormd het deze warmte producerende elementen uiteindelijk aan de nabije zijde van de Maan concentreert. De onderzoekers verwachten dat dit heeft bijgedragen aan het smelten van de mantel die de lavastromen produceerde die we aan het oppervlak zien.

De verschillen tussen de nabije en de verre zijde van de Maan werden voor het eerst onthuld in de jaren zestig door de Sovjet-Russische Luna-missies en het Amerikaanse Apollo-programma. Hoewel de verschillen in vulkanische afzettingen duidelijk zijn te zien zouden toekomstige missies ook verschillen in de geochemische samenstelling aan het licht kunnen brengen.

De nabije zijde van de Maan is de thuisbasis van een anomalie in de samenstelling die bekend staat als de Procellarum Kreep Terrane (PKT), een concentratie van kalium (K). zeldzame aardmetalen (REE = Rare Earth Elements), fosfor (P), samen met warmte producerende elementen zoals thorium.

KREEP lijkt zich te concentreren in en rond Oceanus Procellarum, de grootste vulkanische vlakte op de nabije zijde van de Maan maar schaars elders op de Maan.

Sommige planeetwetenschappers vermoeden een verband tussen de Procellarum-KREEP-Terrane en de lavastromen op de nabije zijde van de Maan maar de vraag waarom die reeks elementen aan de nabije zijde was geconcentreerd, bleef.

De nieuwe studie biedt een verklaring die verband houdt met het Aitken-bekken aan de zuidpool, de op één na grootste bekende inslagkrater in het zonnestelsel.

Voor het onderzoek voerden de astronomen computersimulaties uit van hoe warmte gegenereerd wordt door een gigantische inslag die de convectiepatronen in het binnenste van de Maan zou veranderen en hoe dat KREEP-materiaal in de mantel van de Maan zou kunnen herverdelen.

Men denkt dat KREEP het laatste deel van de mantel vertegenwoordigt dat stolt na het ontstaan van de Maan. Als zodanig vormde het waarschijnlijk de buitenste laag van de mantel, net onder de korst van de Maan.

Modellen van het maaninterieur suggereren dat het min of meer gelijkmatig onder het oppervlak zou moeten zijn verdeeld. Maar dit nieuwe model laat zien dat de uniforme verdeling zou worden verstoord door de hittepluim van de inslag in het Aitken-bekken.

Volgens het model zou het KREEP-materiaal als een surfer op de hittegolf hebben gereden die uit de inslagzone van het Aitken-bekken kwam, terwijl de warmtepluim zich onder de korst van de Maan verspreidde werd dat materiaal uiteindelijk massaal naar de nabije zijde afgevoerd. De onderzoekers voerden simulaties uit voor een aantal verschillende inslagscenario’s, van een dodelijke klap tot een rake klap.

Terwijl elk scenario verschillende warmtepatronen produceerde en KREEP in verschillende mate mobiliseerde creëerden ze allemaal KREEP-concentraties aan de nabije zijde, consistent met het Procellarum KREEP-Terrane.

Volgens de onderzoekers biedt hun onderzoek een geloofwaardige verklaring voor een van de prangendste mysteries van de Maan.

Hoe Procellarum-KREEP is ontstaan is misschien wel de belangrijkste onbeantwoorde vraag van maanwetenschappers en de inslag waarbij het Aitken-bekken is ontstaan is een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van de Maan.

Dit onderzoek brengt die twee zaken samen en de resultaten zijn volgens de onderzoekers echt opwindend te noemen.

Het onderzoek is in het tijdschrift Science Advances gepubliceerd.

Artikel: Matt J. Jones et al. 2022. A South Pole-Aitken impact origin of the lunar compositional asymmetry. Science Advances 8 (14); doi: 10.1126/sciadv.abm8475

Eerste publicatie: 10 april 2022
Bron: Sci-News & anderen