De maan zou niet ontstaan kunnen zijn als gevolg van een enkele botsing van de aarde en een protoplaneet ter grootte van Mars, maar tijdens een reeks botsingen van kleine planetaire 'embryo's' met de aarde, wat de eigenaardigheden in de isotopensamenstelling van de maan zou verklaren, volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience.
“Als de maan tijdens een dergelijke reeks botsingen is gevormd, zou dit het probleem met isotopen op een heel originele manier kunnen oplossen. De vorming ervan zal vergelijkbaar zijn met wat er gebeurt wanneer een kunstenaar kleuren mengt in een palet - hoe meer kleuren je mengt, hoe minder het eindresultaat verandert en hoe meer het eruit zal zien als een donkerbruine verf, zegt Gareth Collins van Imperial College London (VK).
Geheimen van de maan
De afgelopen 30 jaar is algemeen aangenomen dat de maan is ontstaan als gevolg van de botsing van Theia, een protoplanetair lichaam, met het "embryo" van de aarde. De botsing leidde tot het loslaten van de materie van Theia en de proto-aarde in de ruimte, uit deze materie werd de maan gevormd. De theorie van de botsing van de proto-aarde met een groot hemellichaam verklaart goed de massa van de maan, het lage ijzergehalte erop en andere parameters.
Bij zo'n botsing zou echter een aanzienlijk deel van het materiaal waaruit de maan bestaat afkomstig moeten zijn van de hypothetische Theia. Qua samenstelling had het anders moeten zijn dan de aarde, aangezien de meeste hemellichamen van het binnenste deel van het zonnestelsel, waaronder de aardse planeten en asteroïden, ervan verschillen. Maar in feite lijkt de samenstelling van de aarde en de maan erg op elkaar, tot hetzelfde aandeel isotopen van veel metalen en andere elementen.
Maan formatie diagram
Promotie video:
Rufu et al. / Nature Geoscience 2017
Relatief recent hebben planetaire wetenschappers een nogal exotische oplossing voor dit probleem voorgesteld - de zogenaamde "yula planet" -hypothese. In overeenstemming daarmee moest de jonge aarde heel snel draaien en tegelijkertijd op zijn kant liggen, zoals Uranus, en de botsing met Theia moest hem vertragen en zijn as draaien. Zo'n scenario heeft in principe recht op leven, maar het is buitengewoon onwaarschijnlijk, waardoor planetaire wetenschappers op zoek gaan naar andere opties voor de geboorte van de maan.
Hagai Perets van het Israel Institute of Technology in Haifa en zijn collega's stelden een alternatieve verklaring voor voor de afwezigheid van verschillen in isotopenfracties in de gesteenten van de maan en de aarde, wat suggereert dat de metgezel van onze planeet zich niet "in één keer", maar in delen kon hebben gevormd.
Ruimte biljart
Als de aarde niet in botsing is gekomen met een Theia ter grootte van Mars, maar met een hele reeks kleine protoplaneten, dan zijn de rotatiesnelheid van onze planeet en de gevolgen van de botsing mogelijk niet zo groot als het klassieke scenario van de vorming van de maan vereist. Elke keer dat dergelijke "mini-manen" op de aarde neerstortten, wierpen ze een deel van de materie in een baan om de aarde, waar het samensmolt met de reeds bestaande maan, gevormd na de eerste botsing.
Geleid door dit idee. Peretz en zijn collega's berekenden de gevolgen van een botsing van de aarde met verschillende van dergelijke "embryo's" en controleerden of de maan kon uitgroeien tot zijn huidige grootte en op deze manier de gewenste isotopenverhouding kon bereiken.
Zoals later bleek, is een dergelijk scenario inderdaad mogelijk - de opeenvolgende val en vernietiging van ongeveer 20 kleine protoplanetaire lichamen, waarvan de massa ongeveer 1-10% van de massa is, zal voldoende zijn om de maan te vormen in zijn huidige grootte en met zijn huidige samenstelling. Aan de andere kant, als zelfs maar één "mini-maan" van de aarde ontsnapt, dan zal voor de vorming van de maan een veel groter aantal planetaire embryo's nodig zijn.
Zo'n hypothese lijkt misschien nog minder realistisch dan het idee van een 'yula-planeet', maar in de eerste tijdperken van het leven van het zonnestelsel werd het bewoond door duizenden grote en vele kleine embryo's van planeten, waarvan er vele in de open ruimte werden 'gekatapulteerd' of op ramkoers met de aarde werden gezet. en andere planeten op het moment dat Jupiter en Saturnus hun beweging naar de zon begonnen. Het is mogelijk dat sommigen van hen in de proto-aarde zijn neergestort en de maan hebben gebaard.
