Had de Maan ooit een atmosfeer?

De Maan en zijn atmosfeer
Artist impression van de tijdelijke atmosfeer van de Maan. credit: Lunar and Planetary Institute

We weten dat er heel vroeger actieve vulkanen waren op de Maan. Gassen die uit de lava opstegen hebben 3-4 miljard jaar geleden mogelijk gezorgd voor een tijdelijke atmosfeer.

De Aarde heeft al miljarden jaren een atmosfeer maar de Maan heeft die niet. Maar misschien heeft de Maan vroeger ook ooit een atmosfeer gehad, al is dat dan wel een tijdelijke atmosfeer geweest. Een nieuwe studie suggereert dat 3 – 4 miljard jaar geleden een oude atmosfeer aanwezig is geweest die dezelfde bron heeft gehad als de atmosfeer van de Aarde: het uitgassen door vulkanisme. Twee wetenschappers hebben nu berekend dat er een tijd is geweest waarin tijdens intens vulkanisme op de Maan sneller gassen de Maan zijn uitgestoten dan die gassen de ruimte in konden ontsnappen. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters.

We weten dat er ooit vulkaanuitbarstingen zijn geweest op de Maan. De donkere vlekken die zorgen voor het karakteristieke mannetje op de Maan zijn inslagbassins – kraters die zijn overgebleven na vroege inslagen door rondvliegend ruimtepuin – die later zijn opgevuld met lava. Hele zeeën van vulkanisch basalt, tegenwoordig bekend als de maanzeeën, kunnen worden waargenomen op de Maan. Deze lava is afkomstig uit het binnenste van de Maan toen die kort na zijn ontstaan nog steeds heet was.

Doordat de zwaartekracht op de Maan erg laag is vloeide de lava tot wel honderden kilometers ver weg waarbij de karakteristieke kloven ontstonden die we tegenwoordig kunnen zien. Omdat er geen wind of weer op de Maan is (er is immers geen atmosfeer) en dus ook een erosie kunnen we de oude lavastromen nog steeds waarnemen.

Onderzoek aan maanstenen die tientallen jaren geleden door de Apollo astronauten mee terug zijn genomen naar de Aarde laten zien dat er gasvormige componenten zoals koolstofmonoxide voorkwamen in het magma maar ook ingrediënten voor water, zwavel en andere vluchtige componenten.

Onderzoekers van de NASA hebben nu berekend hoeveel gassen die er tijdens vulkanische erupties zijn vrijgekomen toen die over het maanoppervlak vloeiden. Hun studie toonde aan dat de gassen zich ophoopten boven de Maan en daar een tijdelijke atmosfeer vormden.

Ongeveer 3,5 miljard jaar geleden was deze vulkanische activiteit op zijn hoogtepunt en toen was de atmosfeer ook op zijn dikst. De atmosfeer heeft ongeveer 70 miljoen jaar stand gehouden voordat alles in de ruimte was verdwenen.

Het meeste gas is vrijgekomen toen de Serenitatis en Umbrium bassins werden gevuld. Dit gebeurde ongeveer 3,8 respectievelijk 3,5 miljard jaar geleden. Astronauten van de Apollo 15 en 17 missie hebben de randen van deze bassins verkend en hebben er monsters verzameld die niet alleen de leeftijd van de uitbarstingen leverden maar ook bewijs bevatten voor de gassen die tijdens de uitbarstingen werden geproduceerd.

Volgens de onderzoekers heeft hun werk ook invloed op toekomstige verkenningen van de Maan. Het is volgens de onderzoekers heel wel mogelijk dat er in de permanent donkere gebieden rond de polen van de Maan nog bevroren hoeveelheden vluchtige componenten voorkomen die bij toekomstige verkenningen van de Maan gebruikt kunnen worden. Vluchtige componenten die zijn gevangen in ijsachtige afzettingen kunnen lucht en brandstof leveren voor astronauten die de Maan verkennen en misschien zelfs voor missies verder dan de Maan.

IJs in kraters op de Maan
Het onderzoek versterkt het al veel langer bestaande idee dat er ijsafzettingen voorkomen in de permanent donkere kraters aan de polen van de Maan. De Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) van de NASA heeft daar in 2015 al mogelijk bewijs voor gevonden.

Eerste publicatie: 9 oktober 2017
Bron: Luar and Planetary Institute, diverse andere bronnen