Maankorst is anders omdat veel meteorieten langs de maan schampten

Astronomie Het tekort aan goud en platina in de maankorst is mogelijk ontstaan omdat er weinig inslagmateriaal in de korst zit.

Geologisch werk op de maan, hier door David Scott, de commandant van Apollo 15, op 2 augustus 1971. In zijn linkerhand draagt hij een zakje waarin hij de met de hamer afgeslagen steenfragmenten doet. Op beide onderarmen van zijn pak draagt hij een checklist met taken. De fotograaf, astronaut James Irwin, is op de linkerfoto te zien in de weerspiegeling van het vizier. Analyse van de naar aarde meegenomen maanstenen leidde tot een revolutie in het denken over het ontstaan van de maan. Zaterdag is het 50 jaar geleden dat de eerste mensen landden op de maan, met Apollo 11.
Geologisch werk op de maan, hier door David Scott, de commandant van Apollo 15, op 2 augustus 1971. In zijn linkerhand draagt hij een zakje waarin hij de met de hamer afgeslagen steenfragmenten doet. Op beide onderarmen van zijn pak draagt hij een checklist met taken. De fotograaf, astronaut James Irwin, is op de linkerfoto te zien in de weerspiegeling van het vizier. Analyse van de naar aarde meegenomen maanstenen leidde tot een revolutie in het denken over het ontstaan van de maan. Zaterdag is het 50 jaar geleden dat de eerste mensen landden op de maan, met Apollo 11. Foto´s Apollo/NASA

Vijftig jaar nadat Apollo-astronauten in totaal bijna 400 kilogram aan maanstenen naar de aarde brachten, worstelen wetenschappers nog steeds met de ontstaansgeschiedenis van de maan. Nieuwe modelberekeningen, die op 11 juli in Nature zijn gepubliceerd, bieden mogelijk uitkomst.

Vóór het Apollo-programma bestonden er ruwweg drie theorieën over het ontstaan van de maan. Hij zou uit de jonge aarde zijn weggeslingerd. De maan zou een passerend hemellichaam zijn geweest dat door de aarde werd ingevangen. Óf de maan zou samen met de aarde uit hetzelfde basismateriaal zijn gevormd.

Volgens twee van deze theorieën zou de samenstelling van de maan vrijwel identiek moeten zijn aan die van de aarde, bij de invangtheorie werd een compleet andere samenstelling verwacht. Noch het een, noch het ander bleek het geval. In menig opzicht leken de maanstenen inderdaad veel op aards gesteente, maar ze vertoonden ook opmerkelijke verschillen.

Om deze en andere kwesties omtrent het ontstaan van het aarde-maanstelsel uit de weg te ruimen, hebben planeetwetenschappers in de loop van de jaren 70 en 80 een compleet andere theorie ontwikkeld. Volgens deze is de maan ontstaan uit het puin dat vrijkwam bij een botsing tussen de aarde en een kleinere planeet. Aansluitend zouden aarde en maan nog hebben blootgestaan aan een honderden miljoenen jaren durend bombardement van kleinere brokstukken, dat eventuele chemische verschillen wegvaagde.

Een van de problemen waar de verschillende varianten van deze theorie mee worstelen is dat maangesteente veel minder ijzerminnende elementen – goud, iridium en platina bijvoorbeeld – bevat dan aards gesteente. Een team onder leiding van Meng-Hua Zhu van de Universiteit van Macau (China) heeft nu onderzocht of dat tekort niet simpelweg een rechtstreeks gevolg kan zijn van het massaverschil tussen aarde en maan.

Vanwege de sterke aantrekkingskracht van de aarde zal vrijwel al het ingeslagen materiaal hier daadwerkelijk zijn achtergebleven. Aan de veel kleinere en lichtere maan kan echter veel materiaal zijn ontsnapt – ongeveer de helft was de schatting.

Om deze schatting te toetsen, hebben de wetenschappers computersimulaties gedaan van miljoenen inslagen. De jonge maan werd virtueel bestookt met objecten van uiteenlopende afmetingen en snelheden, die ook nog eens onder verschillende hoeken insloegen.

De simulaties laten zien dat bij de grootste inslagen veel materiaal zich diep de maan in heeft geboord en daardoor aan het zicht werd onttrokken. En bij inslagen onder een kleine hoek verdween een nog groter deel onmiddellijk weer de ruimte in. Netto bleef maar 20 procent van het aangevoerde materiaal achter in de maankorst – veel minder dan gedacht.

Daarbij komt dat het maanoppervlak bij aanvang van het bombardement nog gesmolten was, waardoor de vroegst aangevoerde ijzerminnende elementen naar het inwendige zakten. Alles bij elkaar kan dat het ‘goudtekort’ op de maan volledig verklaren.

Wim van Westrenen, hoogleraar planeetwetenschappen aan de Vrije Universiteit Amsterdam, is voorzichtig positief over de nieuwe resultaten. „Het is een leuk idee, dat een nieuwe kijk op de zaak geeft”, reageert hij per e-mail. „Maar de onderzoekers gaan uit van een hele reeks aannamen, dus het laatste woord is hier nog niet over gesproken.”

Hoe plausibel het door Zhu en collega’s geschetste scenario is, zal dus nog moeten blijken. Wellicht dat toekomstige bemande maanmissies hier uitsluitsel over kunnen geven.

Kijk ook naar andere Apollofoto's in Diepe heimwee naar de ruimte, in 10.000 Apollo-foto’s