Hoe oud is onze Maan?

Ontstaan van de Maan
Artist impression van de botsing tussen objecten ter grootte van de Aarde en Mars waaruit mogelijk onze maan is ontstaan.

De meeste wetenschappers zijn het er wel over eens dat de Maan zo ongeveer vanaf het ontstaan van de Aarde om ons heen draait. De overeenkomsten in de samenstelling van de Maan en de Aarde zijn te groot om aan te nemen dat de Maan van elders is ingevangen. Het is vooral de mix van isotopen, de verhoudingen tussen de zwaardere en de lichtere elementen die hier op duidt. Echter er zijn ook verschillen en die verschillen zijn groot genoeg om te twijfelen dat de Maan zo maar een brokstuk is dat van de Aarde afkomstig is.

Er wordt al lang gediscussieerd over hoe en wanneer de Maan is ontstaan. Recent zijn twee nieuwe studies verschenen die een ander licht op het ontstaan van de Maan werpen en zelfs een tijdstip van ontstaan noemen.

Al meer dan 30 jaar wordt het ontstaan van de Maan verklaart aan de hand van de “Grote Inslag”-theorie. De voorlopers van de huidige aardse planeten, Mercurius, Venus, Aarde en Mars, zijn ontstaan uit talloze kleinere brokken die door wetenschappers planetaire embryo’s worden genoemd. Volgens de “Grote Inslag”-theorie is de Maan het resultaat van de laatste serie van grote inslagen tussen planetaire embryo’s die leidden tot het ontstaan van de Aarde. Bij deze laatste inslag had één van de planetaire embryo’s de grootte van de Aarde en de andere de grootte van Mars. De botsing resulteerde in de Aarde maar heel veel materie vloog tijdens de inslag weer de ruimte in waarbij het samensmolt tot een kleiner rotsachtig hemellichaam dat in een baan om de jonge Aarde terechtkwam; onze Maan.

Maar hoe snel is dit allemaal gegaan?

Gelukkig heeft de supernova-explosie die er van wordt verdacht de veroorzaker te zijn dat de wolk van gas en stof waaruit het zonnestelsel is ontstaan, begon samen te trekken, diezelfde stof- en gaswolk voorzien van nieuwe isotopen van radio-actieve elementen. Omdat ze allemaal met een andere snelheid vervallen naar hun stabiele isotoop kunnen ze gebruikt worden als een soort van klokken voor de verschillende gebeurtenissen in de tijd.

Op basis hiervan wordt algemeen aangenomen dat het zonnestelsel ongeveer 4,57 miljard jaar oud is. Wetenschappers hebben lang gediscussieerd hoe lang na dit tijdstip de Maan uit de Aarde zou zijn ontstaan. De ene groep denkt aan 150 – 200 miljoen jaar na het ontstaan van het zonnestelsel maar de andere groep denkt dat het veel eerder is geweest. Zo’n 100 miljoen jaar na het ontstaan van het zonnestelsel.

Een nieuwe studie wijst er op dat de Maan niet meer dan 60 miljoen jaar na de geboorte van het zonnestelsel is ontstaan. Het onderzoeksteam van de Universiteit van Californië analyseerde zirkoniumkristallen die de Apollo 14 meebracht van de Maan. Deze kristallen bevinden zich in de oude korst van de Maan. Ze beschreven dat de verhouding tussen twee isotopen van het zeldzame zirkoniumachtige element Hafnium (Hf –176 en Hf-177) alleen kan worden verklaard als de magma oceaan die de jonge Maan omhulde al 4,51 miljard jaar geleden is gestold.

Zirkoniumkristallen in gesteente van de Maan
Zirkoniumkristallen in door de Apollo 17 meegebracht gesteente van de Maan. Credit: NASAJPL

Dit betekent dat er slechts 60 miljoen jaar verschil kan zijn tussen de geboorte van het zonnestelsel en het vast worden van de korst van de Maan. Dit is dus afgeleid uit de gevonden zirkonium kristallen op de Maan.

Afgezet tegen de totale leeftijd van het zonnestelsel zijn de 60 miljoen jaar die nodig waren om van een wolk van gas en stof rond een pasgeboren ster naar een volledig ontstane Aarde met zijn eigen grote Maan heel erg kort. Maar 60 miljoen jaar geleden waren Groenland en Engeland ook nog steeds met elkaar verbonden, stroomde er geen Atlantische oceaan tussendoor en bestond IJsland nog niet eens. En hemellichamen in de ruimte bewegen veel sneller dan de langzaam kruipende continenten op Aarde.

Of toch een serie van inslagen?

Ondertussen is er een tweede studie gepubliceerd die geen relatie heeft met de eerste. Dit onderzoek beweert dat de “Grote Inslag”-hypothese niet juist is. Een Israëlisch onderzoeksteam heeft computermodellen ontwikkeld en hieruit geconcludeerd dat het bijna onmogelijk is dat een enkele inslag genoeg materie in een baan om de Aarde kan krijgen dat zich daaruit uiteindelijk een stabiele maan kan vormen.

In plaats daarvan ontdekten ze dat de Maan wel kan ontstaan als resultaat van een serie van ongeveer 20 inslagen door grote planetaire embryo’s op het hemellichaam dat later de Aarde zou worden. Bij iedere inslag ontstond een ring van materie die later samensmolt tot een kleine maan. Als gevolg van getijdenwerkingen bewoog iedere maan zich naar een grotere baan waar ze uiteindelijk met elkaar botsten en samensmolten tot de grote maan die we tegenwoordig kennen.

Spreken deze twee onderzoeken elkaar dan tegen? Waarschijnlijk niet. Als het model van meervoudige inslagen klopt dan is de periode voor het ontstaan van de Maan van 60 miljoen jaar nog steeds heel goed verenigbaar met de periode waarin de verschillende kleine manen samensmolten tot één grote maan.

Eerste publicatie: 15 januari 2017
Bron: Phys.org en andere persberichten

Meer artikelen over onze Maan: De samenstelling van de Maan, De atmosfeer van de Maan, De temperatuur op de Maan, Hoe ver weg is de Maan?, De baan van de Maan, Hoe groot is de Maan?Nieuw bewijs dat de Maan uit de Aarde is ontstaanHet Mannetje op de Maan is ontstaan uit lava