Lees de oorsprong van de maan. 4, 5 miljard jaar geleden botste een oerplaneet op de aarde. Uit het puin vormde onze maan. Wetenschappers volgen nu de gevolgen van de kosmische ineenstorting. Onze maan is een van de meest raadselachtige lichamen in het zonnestelsel. De massa is ruim een ​​procent van de aarde, terwijl alle andere manen (met uitzondering van de Charon Pluto-maan) minder dan 0, 025 procent van de massa van hun planeet hebben. Bovendien heeft de maan van de aarde een verbazingwekkend lage dichtheid voor het binnenste zonnestelsel. De reden: het bevat heel weinig ijzer.

De atoomsamenstelling verschilt immers aanzienlijk van de isotoopverhoudingen op aarde en er is een opvallende overeenkomst. Dit wordt aangetoond door bodemmonsters die astronauten met hun Apollo-vluchten van onze kosmische buurman meebrachten.

Het ontstaan ​​van de maan draagt ​​de verklaring voor al deze kenmerken. Maar die vroege tijd decoderen is uiterst moeilijk. Jack J. Lissauer van NASA's Ames Research Center in Moffett Field, Californië herinnert zich: "Toen ik 20 jaar geleden een lezing hoorde van Moon-expert Irwin Shapiro, grapte hij dat de beste verklaring de toelating was van een observatiefout: de maan bestaat niet ".

Lange tijd werd gespeculeerd of de maan ooit door de aarde werd gevangen, of deze afsplitste vanwege de snelle rotatie van onze planeet of dat deze - samen met de aarde - is gecondenseerd uit het stof en gas van de Ur-nevel - zoals het deed waarschijnlijk was dat bij de meeste andere satellieten het geval. Maar geen van deze drie hypothesen is gemakkelijk compatibel met de hemelse wetten en de kosmische randvoorwaarden, bijvoorbeeld de afstand en het hoekmomentum van het aardmaan-systeem vandaag, de kleine ijzeren kern van de maan en de samenstelling van de oppervlakterots. tonen

Daarom werd in het midden van de jaren zeventig een vierde hypothese ontwikkeld die inmiddels is geaccepteerd. Het is gebaseerd op een botsing van de oeraarde met een oerplaneet, die volledig werd vernietigd in het kosmische biljart. Zijn massa moet ongeveer 20 procent van die van onze aarde zijn geweest. Hij was ongeveer twee keer zo zwaar als Mars. De relatieve snelheid van de twee hemellichamen was enkele kilometers per seconde. De ijzeren kern van de oerplaneet bleef vastzitten in de oeraarde, terwijl de mantel en een deel van de mantel in de ruimte explodeerden. Uit deze puingordel is een nieuw hemellichaam gevormd - onze maan. Computersimulaties van Shigeru Ida van het Tokyo Institute of Technology in Japan samen met Robin M. Canup en Glen R. Stewart van de Universiteit van Colorado in Boulder toonden aan dat deze aggregatie hoogstens een jaar duurde. Dat was 4, 51 miljard jaar geleden, volgens een team geleid door Der-Chuen Lee van de Universiteit van Michigan in Ann Arbor.

De conclusie van de onderzoekers: De maan ontstond slechts 50 miljoen jaar nadat ons zonnestelsel zich begon te vormen - in een tijd waarin de vorming van de oeraarde uit de oermist waarschijnlijk nog niet was beëindigd.

Lee en zijn collega's hadden de overvloedverhoudingen van radioactief hafnium-182 en zijn vervalproduct wolfraam-182 in maanrotsen gemeten. Hieruit kan zijn leeftijd worden bepaald. De rots komt van de Apollo-missies of kwam als een meteoriet naar de aarde. Ondertussen zijn 17 van die kleine fragmenten van de maan bekend die ooit meteorieten uit zijn oppervlak bliezen en uiteindelijk de zwaartekracht van de aarde vastlegden. "EET 96008", een 53-gram, 4, 5 centimeter lange meteoriet die in 1996 in de Antarctische olifantenmorene werd gevonden, werd enkele maanden geleden onthuld als basaltafval van de maan.

De computersimulaties van Shigeru Ida en andere wetenschappers bewijzen dat een botsing van botsingsafval in een krappe baan mogelijk is. De botsingshypothese werkt alleen als de aarde toen veel sneller draaide. Bovendien had de maan hem aanvankelijk op een lage equatoriale baan moeten omzeilen. Vandaag beweegt het op een steil hellende baan 384.000 kilometer verderop.

Jihad Touma van de Universiteit van Texas en Jack Wisdom van het Massachusetts Institute of Technology hebben nu een model ontwikkeld dat deze baan begrijpelijk maakt. Geheel onverwacht vonden ze ook een verklaring over hoe de maanhooglanden zich hadden kunnen vormen.

Het is al lang bekend dat de getijdenwrijving van de maan de rotatie van de aarde geleidelijk vertraagt. Als gevolg hiervan beweegt de maan langzaam weg van de aarde. Maar men moet ook rekening houden met de zwaartekrachtsinteractie tussen aarde, maan, zon en de andere planeten, vooral Jupiter. Dat is wat Touma en Wijsheid deden. Ze kwamen twee resonanties tegen die moeten hebben geleid tot een drastische verandering in de maanbaan.

Resonanties zijn gehele orbitale relaties tussen hemellichamen, die ofwel bijzonder stabiel zijn of tot snelle en sterke orbitale veranderingen leiden. Touma en wijsheid suggereren dat de baan van de maan twee keer onderworpen was aan zulke abrupte veranderingen.

Volgens haar model gooide de eerste resonantie de terrestrische satelliet in een extreem elliptische baan slechts 1000 jaar na zijn turbulente geboorte. Dientengevolge was terrestrische gravitatie afwisselend sterker en zwakker. Uit deze periodiek fluctuerende getijdenkrachten werd de maan letterlijk gekneed - duizend keer sterker dan Io, de vulkanisch actieve binnenste Greatmoon van Jupiter. Daar heeft het ruimtevaartuig Galileo recent de hoogste oppervlaktetemperaturen in het hele zonnestelsel gemeten - afgezien van de zon - boven de 1400 graden Celsius.

Touma en wijsheid suggereren dat de aardse getijdenwrijving de jonge maan zo heeft verwarmd dat het oppervlak is gesmolten. Dit heeft geleid tot het ontstaan ​​van zijn ijzerarme korst, omdat de zware metalen in het binnenste van de maan zonken. De donkere Maria, machtige bevroren lavastromen die 17 procent van het maanoppervlak bedekken, ontstond later, ongeveer 3, 9 tot 3, 1 miljard jaar geleden, door krachtige vulkaanuitbarstingen of inslagen van kilometergrote planetoïden.

Het smelten van het oppervlak kostte zoveel energie dat de maan de eerste resonantie ontsnapte en zich via een spiraalvormig pad van de aarde verwijderde. Kort daarna kwam hij echter in een tweede resonantie, die hem van het equatoriale vlak van de aarde bracht. Hij ontsnapte alleen aan deze resonantie toen zijn baan twaalf graden ten opzichte van de evenaar helde. Sindsdien is hij langzaam van de aarde weggetrokken, waardoor zijn dagen en nachten steeds langer zijn geworden. Touma en Wijsheid moesten verschillende scenario's doorlopen totdat ze een model vonden dat alle belangrijke baanparameters kon beschrijven. In dit model duurde een dag op de oeraarde slechts vijf uur en de rotatieas helde 10 graden ten opzichte van het orbitale vlak - vandaag is het 23, 5 graden. De afstand van de maan tot de evenaar was toen slechts 22000 kilometer.

Deze verre gebeurtenissen zijn vandaag nog steeds van groot belang. Zonder de maan zou de aarde chaotisch wiebelen, omdat het een stabiliserend effect heeft op de positie van de rotatieas van de aarde. Het zou binnen een paar miljoen jaar schommelen tussen 0 en 85 graden zonder maan. Net als de planeet Uranus, zou de aarde dan op zijn baan rond de zon kunnen rollen. Dit was het resultaat van computersimulaties door Jacques Laskar en zijn collega's van het Bureau des Longitudes in Parijs vijf jaar geleden.

Darren M. Williams en James F. Kasting van Pennsylvania State University hebben nu met klimaatmodellen voor de aarde zonder de maan aangetoond dat de asfluctuaties verwoestende gevolgen zouden hebben voor onze planeet. Tropische zones verdwijnen altijd in de sneeuw, en de poolgebieden zouden tot 80 graden Celsius opwarmen. Continenten in de gematigde breedtegraden zouden binnen enkele maanden worden blootgesteld aan enorme temperatuurschommelingen tussen min 25 en plus 45 graden Celsius. In een andere positie van de continenten - 200 miljoen jaar geleden was er slechts één groot supercontinent op onze planeet - zouden de omstandigheden nog extremer zijn. Hetzelfde zou gebeuren als de aarde minder water had.

Zonder de maan zou het aardse leven zich volledig anders hebben ontwikkeld of lang geleden zijn uitgestorven. Misschien zou het niet zijn gemaakt. Wij mensen zouden zeker niet bestaan.

=== R diger Vaas

Science.de

Aanbevolen Editor'S Choice