Tientallen jaren lang hebben wetenschappers gedebatteerd over de oorsprong van de maan van de aarde, waarbij ze grotendeels uitkwamen op de ‘gigantische impact’-theorie: een object ter grootte van Mars botste tegen de vroege aarde en vormde de maanschijf waaruit onze maan samensmolt. Een nieuwe studie voegt kritische details toe aan dit beeld, wat suggereert dat de impactor geen schurkenplaneet van veraf was, maar een zusterwereld geboren in dezelfde regio van het zonnestelsel als de aarde. Deze ontdekking verfijnt ons begrip van hoe rotsachtige planeten ontstonden in het chaotische vroege zonnestelsel.
Chaos in het vroege zonnestelsel
Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden was het binnenste zonnestelsel niet de stabiele omgeving die we vandaag de dag zien. Tientallen, mogelijk honderden planetaire embryo’s – lichamen variërend van de grootte van de maan tot Mars – verdrongen zich door de ruimte, botsten en versmolten in een zwaartekracht die voor iedereen vrij was. De enorme zwaartekracht van Jupiter bracht deze pot nog meer in beroering, waardoor sommige werelden in nieuwe banen terechtkwamen. Theia, de impactor, was een van deze vroege planetaire bouwstenen.
Chemische aanwijzingen in maanmonsters
De puzzel werd groter omdat de aarde en de maan verrassend vergelijkbare chemische samenstellingen delen. Als Theia van elders zou komen, zouden we duidelijkere verschillen verwachten. Onderzoekers onder leiding van Timo Hopp van het Max Planck Instituut hebben maanmonsters van de Apollo-missies opnieuw bekeken, samen met aardse rotsen en meteorieten, op zoek naar subtiele isotopische sporen. Deze sporen fungeren als vingerafdrukken en onthullen waar materiaal is gevormd ten opzichte van de zon.
Het team concentreerde zich op ijzer-, molybdeen- en zirkoniumisotopen. Door deze elementen in maan- en aardse monsters te analyseren, konden ze de waarschijnlijke geboorteplaats van Theia reconstrueren. De resultaten wezen op een rotsachtige wereld die zich in het binnenste zonnestelsel vormde, waarschijnlijk zelfs dichter bij de zon dan de aarde. Dit is geen nieuwe wending in de impacttheorie, maar eerder een bevestiging van het klassieke beeld van planeetvorming.
Een onbemonsterd reservoir
De modellen suggereren dat zowel de Aarde als Theia materiaal uit een voorheen onbekend “onbemonsterd” gebied van het binnenste zonnestelsel hebben gehaald. Dit betekent een soort materie die in geen enkele meteorietcollectie is aangetroffen. Dit ontbrekende materiaal is waarschijnlijk dicht bij de zon gevormd en mogelijk meegesleurd door Mercurius, Venus of de aarde zelf. Voor bevestiging zijn monsters van deze planeten nodig – een doel voor toekomstige missies.
Het mysterie blijft bestaan
Hoewel de studie de oorsprong van Theia verduidelijkt, blijven er vragen bestaan. Hoe heeft de impact de twee werelden zo grondig gemengd, waardoor bijna alle chemische verschillen zijn uitgewist? Het ontrafelen van dit mysterie zou het laatste stukje van het gewelddadige geboorteverhaal van de maan kunnen ontsluiten, en verklaren hoe de aarde en onze satelliet zijn ontstaan.
Dit verfijnde begrip van de gigantische impact benadrukt de meedogenloze, chaotische begindagen van ons zonnestelsel, waar planetaire vorming geen zachtaardig proces was, maar een reeks cataclysmische botsingen.
