Het is moeilijk om naar een volle maan te kijken, zo anders dan elk ander object aan de nachtelijke hemel, en je niet af te vragen hoe het is ontstaan. Wetenschappers hebben verschillende mechanismen voorgesteld om de vorming van de maan te verklaren - dat het afkomstig was van materiaal dat van de aarde was geslingerd vanwege de middelpuntvliedende kracht, dat het al was gevormd toen het werd gevangen door de zwaartekracht van de aarde en dat de aarde en de maan allebei samen werden gevormd de geboorte van het zonnestelsel.
Vanaf de jaren zeventig begonnen experts echter een wat dramatischer scheppingsverhaal te vermoeden: dat de maan ontstond als gevolg van een enorme botsing tussen een protoplanet van Marsformaat en een jonge aarde, ongeveer 4, 5 miljard jaar geleden. In deze theorie, ongeveer 30 miljoen jaar nadat het zonnestelsel begon te vormen, zou het kleinere protoplanet (vaak Theia genoemd) met bijna 10.000 mijl per uur op de aarde zijn geslagen en een enorme explosie genereren. Veel van de dichtere elementen van Theia, zoals zijn ijzer, zouden zijn verzonken in de kern van de aarde, terwijl lichter mantelmateriaal van zowel de aarde als Theia zou zijn verdampt en in een baan om de aarde zou zijn uitgestoten, die spoedig zou samensmelten met wat we nu kennen als de maan, op zijn plaats gehouden door de zwaartekracht van de aarde.
We hebben al verschillende indirecte bewijsstukken gevonden voor dit idee: maanrotsen verzameld door Apollo vertonen zuurstofisotopenverhoudingen die vergelijkbaar zijn met die op aarde, en de beweging en rotatie van de maan geven aan dat het een ongewoon kleine ijzeren kern heeft in vergelijking met andere objecten in het zonnestelsel. We hebben zelfs stof- en gasgordels waargenomen rond verre sterren die zich waarschijnlijk in vergelijkbare botsingen tussen rotsachtige lichamen hebben gevormd.
Nu hebben wetenschappers van de Washington University in St. Louis en elders, die vandaag in de natuur rapporteren, een geheel nieuw type bewijs voor deze theorie van maanvorming ontdekt. De onderzoekers onderzochten tijdens de Apollo-missies tijdens de Apollo-missies nauwkeurig 20 verschillende maansteenmonsters die op verre locaties op de maan waren verzameld en ontdekten het eerste directe fysieke bewijs van het soort massale verdampingsgebeurtenis dat de veronderstelde impact zou hebben begeleid.
Een kruis-gepolariseerd doorvallend lichtbeeld van een maanrots, waarin wetenschappers een overmaat aan zwaardere zinkisotopen vonden. (Afbeelding door J. Day) Bij het onderzoeken van de maanrotsen vonden de geochemisten een moleculaire signatuur van verdamping in het type zinkisotopen ingebed in de monsters. In het bijzonder ontdekten ze een lichte onregelmatigheid in de hoeveelheid zwaardere zinkisotopen, in vergelijking met lichtere.
De enige realistische verklaring voor dit type distributie is volgens hen een verdampingsgebeurtenis. Als Theia miljarden jaren geleden met de aarde in botsing zou zijn gekomen, zouden de zinkisotopen in de resulterende verdampingswolk op een heel bijzondere manier zijn gecondenseerd in de snel vormende maan.
"Wanneer een steen wordt gesmolten en vervolgens verdampt, komen de lichte isotopen sneller in de dampfase dan de zware isotopen, " zegt geochemie Washington Frédéric Moynier, hoofdauteur van het papier. “Je eindigt met een damp verrijkt met de lichte isotopen en een vast residu verrijkt met de zwaardere isotopen. Als je de damp verliest, wordt het residu verrijkt in de zware isotopen in vergelijking met het uitgangsmateriaal. ”
Met andere woorden, de damp die naar de ruimte zou zijn ontsnapt, zou onevenredig rijk zijn aan de lichte zinkisotopen, en de achtergelaten rots zou een overmaat aan zware hebben. Dat is precies wat het team vond in de maanrotsen die ze bekeken. Om de studie te versterken, keken ze ook naar rotsen van Mars en aarde, waarbij ze de isotopenverdeling in elk monster vergeleken - en de overmaat aan zware isotopen in de maanrotsen was tien keer groter dan die van de anderen.
Natuurlijk is de studie geen definitief bewijs dat de maan door een botsing is gevormd, maar in tegenstelling tot het voorgaande indirecte bewijs, is het moeilijk om een alternatieve theorie te bedenken die de handtekening in de rotsen zou verklaren. We kunnen niet 4, 5 miljard jaar teruggaan om het zeker te weten, maar we zijn dichter dan ooit om te weten hoe onze planeet eindigde met zijn maan.
