NGV-Geonieuws 142 artikel 869

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


25 November 2007, jaargang 9 nr. 11 artikel 869

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 142! Op de huidige pagina is alleen artikel 869 te lezen.

<< Vorig artikel: 868 | Volgend artikel: 870 >>

869 Maan ontstond mogelijk uit schijfvormige gaswolk
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Dat de maan is ontstaan doordat een ander groot hemellichaam met de Aarde botste, wordt thans nauwelijks meer betwijfeld. De meest gangbare gedachte is dat de Aarde zo’n 40 miljoen jaar na het ontstaan van ons zonnestelsel door dat hemellichaam werd geschampt, waarbij grote hoeveelheden materiaal van de Aarde en - in veel grotere hoeveelheden - het ingeslagen hemellichaam omhoog werden geworpen. Dat materiaal zou deels zijn teruggevallen op de Aarde en dat hemellichaam, deels verder in de ruimte zijn verdwenen, en deels (door onderlinge aantrekkingskracht) zijn samengeklonterd, zo de maan vormend; simulaties van die ontwikkeling zijn in detail uitgevoerd.


Aarde en de schijf van de ‘proto-maan’ direct na de inslag

Lang niet alles is overigens duidelijk. Zo blijkt uit simulaties die gebaseerd zijn op de dynamica van de betrokken hemellichaam dat het vreemde hemellichaam (dat wel wordt aangeduid als de planeet Theia) veruit de grootste hoeveelheid materiaal aan de maan moet hebben geleverd, maar analyse van de verhouding tussen de diverse zuurstofisotopen geeft juist op een aardse verhouding aan. Dat is opvallend, want onderzoek van meteorieten geeft aan dat alle hemellichamen waarvan meteorieten op Aarde terechtkomen hun eigen specifieke verhouding van zuurstofisotopen hebben, en dat er daarbij geen een is (behalve de maan) die aardse waarden vertoont. Dat zou alleen te verklaren zijn als Theia exact dezelfde oorsprong zou hebben gehad als de Aarde, wat niet erg waarschijnlijk is, omdat Theia en Aarde dan op gelijke afstand van de zon zouden moeten zijn ontstaan.

Nu is er een nieuwe verklaring voor de gelijkenis tussen Aarde en maan. De inslag moet een onvoorstelbare energie hoeveelheid hebben vrijgemaakt, waardoor de Aarde en Theia grotendeels smolten, waarbij magmaoceanen ontstonden. De hitte was echter zo enorm dat van beide hemellichamen ook onvoorstelbare gesteentemassa’s verdampten. In de 100-1000 jaar dat deze gesteentedamp bleef bestaan, moet het materiaal van Theia en Aarde volledig met elkaar zijn vermengd. Een deel van dat materiaal viel bij afkoeling op Aarde terug, en een ander deel vormde de maan; het is daarom logisch dat, volgens deze hypothese, beide hemellichamen dezelfde (isotopen)samenstelling hebben.




Ontwikkelingsfasen van de maan, na een schampende botsing van een meteoriet met de Aarde. Blauwe deeltjes ontsnappen, rode deeltjes vallen (terug) op Aarde, en groene en gele deeltjes vormen brokstukken waaruit de maan ontstaat

Deze nieuwe hypothese werpt echter zelf ook weer vragen op. Zo blijven niet alle materialen even lang als damp aanwezig. Het is goed voorstelbaar dat de eerste weer in vloeistof en/of vaste stof omgezette stoffen het eerst 'uitregenden', wat waarschijnlijk vooral op Aarde zou zijn gebeurd omdat de Aarde nu eenmaal een grotere aantrekkingskracht moet hebben gehad dan de protomaan. Daarom zouden er bij zeer nauwkeurige massaspectrometrische analyses zeer kleine verschillen tussen de isotopenverhoudingen in aards en maanmateriaal moeten worden gevonden. Die verschillen zijn waarschijnlijk echter zo gering dat ze met de thans beschikbare technieken nog niet met zekerheid zijn vast te stellen. Een andere vraag die deze hypothese doet rijzen is waarom de verhoudingen tussen de diverse isotopen op Aarde en de maan wel (vrijwel) identiek zijn, terwijl beide hemellichamen toch een verschillende chemische samenstelling hebben. Vooral de vluchtige elementen zijn schaarser in maanmateriaal. Dat zou dan moeten worden verklaard doordat die elementen in het deel van de 'gesteentedamp' waaruit de maan is ontstaan, in relatief grotere hoeveelheden zijn ontsnapt dan in het deel waaruit materiaal op Aarde terugkwam. IJzer komt in basalt van de maan echter juist weer voor in hogere concentraties dan in aards basalt. Wellicht kan dat worden verklaard doordat de mantel van de maan meer ijzer bevat dan de mantel van de Aarde. Over de redenen daarvoor kunnen ook weer nieuwe hypotheses worden opgesteld.

Referenties:
  • Pahlevan, K. & Stevenson, D.J., 2007. Equilibration in the aftermath of the lunar-forming giant impact. Earth and Planetary Science Letters 262, p. 438-449.

Lijnfiguur (uit het oorspronkelijke artikel) welwillend ter beschikking gesteld door Kaveh Pahlevan, Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, CA (Verenigde Staten van Amerika). Figuren van de simulatie van de vorming van de maan ter beschikking gesteld door Robin Canup, Southwest Research Institute, Department of Space Studies, Boulder, Colorado (Verenigde Staten).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl