Een nieuwe theorie over hoe de maan werd gevormd, kan ook ons begrip van het vroege leven op aarde veranderen.
gerelateerde inhoud
- De Stargazing Triple Threat van dit weekend: Harvest Moon, Eclipse en Mogelijke Supermoon
De aanwezigheid van goud en platina in de aardmantel is eerder verondersteld het resultaat te zijn van een zware regenbui van meteoren die op de vroege aarde neerregenen, maar nieuw onderzoek suggereert een andere bron - een enorme impact op het object dat op de planeet crashte om de maan.
Ongeveer 4 miljard jaar geleden werd de aarde volgens geofysici voortdurend aangevallen. Asteroïden en meteoren sloegen continu gedurende ongeveer 100 miljoen jaar de planeet in, een periode die bekend staat als het late zware bombardement. Elk leven op de planeet zou op dat moment constant in gevaar zijn.
We kennen deze inslagen niet vanwege de kraters die ze hebben achtergelaten - erosie en platentektoniek hebben deze al lang weggevoerd - maar vanwege de aanwezigheid van bepaalde metalen in de aardmantel. Het pokdalige oppervlak van de maan, dat niet tektonisch actief is, helpt ook deze theorie te ondersteunen.
Maar nieuw onderzoek suggereert dat het bombardement mogelijk milder is geweest dan verwacht, omdat de metalen in de aardmantel in plaats daarvan van de maanvormende impact zouden kunnen zijn, ongeveer 500 miljoen jaar eerder.
Vroeg in het leven van het zonnestelsel botste een groeiende wereld die wetenschappers kennen als Theia in botsing met de jonge aarde. De gewelddadige impact maakte de buitenste lagen van de aarde vloeibaar en verpulverde Theia, waardoor een ring van puin ontstond die rond de gehavende wereld draaide. IJzer uit de kern van Theia kwam samen en vormde het hart van de maan. Het resterende zware materiaal regende terug op aarde en de zwaartekracht trok de lichtere componenten samen om de maan te creëren.
Maar nieuw onderzoek suggereert dat niet al het ijzer van Theia de maankern heeft gebouwd. In plaats daarvan kunnen sommigen zich op de aardkorst hebben gevestigd en later door plaattektoniek in de mantel zijn getrokken. Elementen zoals goud en platina, die tot ijzer zijn getrokken, zijn mogelijk mee in de mantel getrokken. Dergelijke elementen zijn schaars in de maanmantel, vermoedelijk omdat al het aan de maan geleverde ijzer zijn kern heeft gecreëerd, terwijl de oorspronkelijke kern van de aarde intact bleef na de botsing.
Dat kan goed nieuws betekenen voor het leven op de vroege aarde. Als Theia's kern sporen van ijzer zou binnenbrengen die zeldzamere, ijzer-liefhebbende elementen aantrokken, zou de regen van asteroïden en meteoren niet zo zwaar kunnen zijn als eerder geschat.
"De aarde zal niet lang onbewoonbaar zijn omdat het bombardement relatief goedaardig is", zegt Norman Sleep, een geofysicus aan de Stanford University. Sleep onderzocht het idee dat Theia platina en soortgelijke elementen in de aardmantel had kunnen brengen, en vergeleek het met eerdere suggesties dat meteoren het materiaal hadden afgeleverd. In een recent artikel gepubliceerd in het tijdschrift Geochemistry, Geophysics, Geosystems, ontdekte hij dat Theia genoeg ijzer-liefhebbende elementen had kunnen inbrengen om te suggereren dat later bombardement milder was dan eerder werd overwogen.
"Het was zeker niet iets dat we zouden overleven, maar we hebben te maken met microben", zegt hij.
Zonder een zwaar bombardement van meteorieten ontstaat er echter een nieuw probleem. De botsing tussen Theia en de jonge aarde zou water op de planeet hebben verdampt. De leidende theorie voor hoe de aarde haar water terugkreeg, is via botsingen met watervoerende meteorieten, maar meteorieten zouden ook meer ijzer-liefhebbende elementen hebben geleverd samen met ijzer, waardoor te veel goud en platina achterbleven dan gemeten. Dat betekent dat de berekeningen van Sleep een andere methode vereisen om water naar de planeet te brengen.
Dat maakt de theorie geen dealbreaker. "Er is geen garantie dat er één evenement is dat elk probleem oplost", zegt Tim Swindle, die planetair materiaal aan de Universiteit van Arizona bestudeert. Water zou uit een andere bron kunnen komen die geen verband houdt met Theia.
Om precies te weten te komen wat er in het vroege leven van de aarde en haar maan is gebeurd, kan een terugkeer naar onze satelliet nodig zijn. "We moeten terug naar de maan en een betere greep krijgen op de leeftijd van de bassins, " zegt Swindle, vooral die aan de achterkant van de maan. "We kunnen misschien een leeftijd bereiken met een rover die de vragen zou kunnen beantwoorden, maar ik denk dat we beter de monsters terug kunnen brengen." Dat betekent niet noodzakelijk dat mensen aan boord van de maanmissie moeten zijn, maar, zoals Swindle opmerkt, mensen doen geweldig werk.
De slaap gaat akkoord en roept op tot een bezoek aan het Aikenbekken op de Zuidpool, het grootste en oudste van die op de maan. Dat bassin is nooit bemonsterd en zou inzicht moeten geven in de timing van het bombardement, dat aanwijzingen zou kunnen geven over hoeveel materiaal op aarde regende.
Volgens Edward Young, een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Californië in Los Angeles, is het grootste resultaat van het onderzoek van Sleep de mentale verschuiving die het vereist voor de wetenschappers die de aarde en de maan bestuderen. "Ik denk dat wat hij doet de zachte onderbuik blootlegt van wat we doen, " zegt Young, eraan toevoegend dat geochemische argumenten gevuld zijn met basisaannames van de processen die de bouw van de aarde en de maan inhouden. "Hij daagt enkele van die veronderstellingen uit."
