Inconsistenties in de hypothese van het ontstaan van de maan: hoe is de satelliet van de aarde ontstaan?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

We weten niet precies hoe de maan is ontstaan. Volgens een populaire hypothese kwam de aarde lang geleden in botsing met een planeet ter grootte van Mars, en onze satelliet werd gevormd uit het puin. Alleen hier klopt iets niet.

De hypothese van een megabotsing tussen de aarde en de planeet Teia werd in 1975 naar voren gebracht door de Amerikanen Hartman en Davis. In die verre tijden waren er in het zonnestelsel twee soorten satellieten bekend: satellieten die radicaal kleiner zijn dan hun planeten (Phobos en Deimos bij Mars, satellieten van de gas- en ijsreuzen), en de maan. Ze was de enige satelliet met een massa van meer dan één procent van de massa van haar planeet.

De vreemdheid van de maan vereiste een niet-standaard verklaring van waar het vandaan kwam. Eerdere gissingen waren enigszins naïef en gemakkelijk weerlegd. Zo ging de zoon van Charles Darwin ervan uit dat de aarde ooit sneller draaide en er een enorm stuk van af viel. Deze en soortgelijke hypothesen verklaarden slecht het feit dat de ijzeren kern van de maan klein is in vergelijking met de aarde, en men geloofde dat daar geen water was.

In feite was in die tijd al water in de maanrots ontdekt: het zat in de grond (regoliet) geleverd door de Apollo. De vondst werd toegeschreven aan terrestrische vervuiling of meteorieten. De metingen van de ionendetectoren, die het water bij de Apollo registreerden, werden ook toegeschreven aan terrestrische vervuiling. Wetenschappers verwierpen empirische feiten omdat ze niet pasten bij de toenmalige theorieën over het ontstaan van de maan.

In al deze theorieën smolt de maan eerst, hierdoor moest hij water verliezen. De toenmalige wetenschap ging uit van slechts één optie voor water om de maan te raken - met kometen. Maar in kometenwater is er een andere verhouding van waterstof tot zijn zware soort, deuterium, en in water dat door de Amerikanen op de maan werd gevonden, was de verhouding van deze isotopen hetzelfde als op aarde. De mismatch was het gemakkelijkst te verklaren door besmetting.

Het bleef echter onduidelijk waarom de regoliet minder titanium en andere relatief zware elementen bevat. Het was toen dat de hypothese van een mega-impact (mega-impact) geboren werd. Volgens het, 4,5 miljard jaar geleden, botste de oude planeet Theia met de aarde, en een superkrachtige impact gooide het puin van beide planeten de ruimte in - van hen werd de maan in de loop van de tijd gevormd. De bovenste lagen van de aarde bevatten weinig zware elementen, omdat de meeste in de kern en de onderste magmalagen verzonken. Naar verluidt is dit te wijten aan het verschil in de maanbodem.

Het bleek dat de satelliet van de aarde niet primair was, zoals bijvoorbeeld die van Jupiter, maar secundair - bovendien werd de vraag verwijderd waarom de massa van de maan zo groot is in vergelijking met de massa van de aarde zelf. Ook verklaarde de hypothese van de Amerikanen waarom er absoluut geen water op de maan is: wanneer de planeten botsen, had het puin tot duizenden graden moeten oplaaien - het water verdampte eenvoudig en vloog de ruimte in. Een ander ding is dat na de Apollo-vluchten het idee van een waterloze maan hardnekkige onwetendheid was over de feiten.

De hypothese zag er drie jaar lang prima uit. Maar al in 1978 werd Charon, een satelliet van Pluto, ontdekt. Als de maan 80 keer minder zwaar is dan de aarde, dan is Charon slechts negen keer lichter dan Pluto. Het bleek dat er niets unieks is aan de maan. Er rezen twijfels: grote planeten botsen hoogstwaarschijnlijk te zelden om zoveel grote satellieten te laten verschijnen.

Nieuwe ongemakken werden veroorzaakt door de analyse van maangesteenten in laboratoria en de eerste gegevens over meteorieten van buitenaardse oorsprong. Het bleek dat de maan alleen isotopisch niet te onderscheiden is van de aarde, en dat alle andere planeten van het zonnestelsel duidelijk anders zijn. Hoe is dit gebeurd als de maan zogenaamd de substantie van een andere planeet bevat - de hypothetische oude Theia? Om de tegenstrijdigheid te verklaren, werd de hypothese van de megaschok definitief: de geboorteplaats van Theia werd beschouwd als … de baan van de aarde - daarom is de isotopensamenstelling van beide planeten hetzelfde. Op één plaats werden twee planeten tegelijk gevormd, die vervolgens in botsing kwamen.

Maar het was niet duidelijk waarom er twee planeten in de baan van de aarde verschenen en één tegelijk in de banen van andere planeten van het systeem. Problemen en geologen toegevoegd. Een andere vraag rees: als de megabotsing van twee planeten de aarde en haar puin heeft verwarmd, waar kwam het water dan vandaan op de planeet? Het had in ieder geval moeten verdampen.

De mega-impacttheorie was al extreem populair geworden, ze wilden het niet opgeven, dus werd het idee geopperd dat water later op aarde verscheen - het werd gebracht door kometen die miljarden jaren op de planeet vielen. Maar al snel werd ontdekt dat de verhouding van isotopen van waterstof en zuurstof in komeetwater heel anders is dan op aarde. Het lijkt meer op het water van de aarde van asteroïden, maar er zit maar heel weinig van op, dat wil zeggen dat ze niet de bron van onze oceanen kunnen zijn.

Eindelijk, in de 21e eeuw, begonnen er sporen van water op de maan te worden gevonden. En toen de voorstanders van de mega-impacthypothese suggereerden dat kometen dit water brachten, toonden de Nederlandse geologen aan dat maanrotsen zich niet in hun huidige vorm hadden kunnen vormen zonder de aanwezigheid van water vanaf het allereerste begin van de vorming van de satelliet. De situatie werd verergerd door Russische astronomen: volgens hen leidt een typische botsing van een komeet met de maan ertoe dat meer dan 95% van het water terug de ruimte ingaat.

De situatie kwam het beste tot uiting in een artikel uit 2013 met de veelzeggende kop 'Impact theory is uitgeput'.