Het gezicht dat de maan aan de aarde laat zien, ziet er heel anders uit dan het gezicht dat het aan de andere kant verbergt. De nearside wordt gedomineerd door de maanmerrie – de uitgestrekte, donkergekleurde overblijfselen van oude lavastromen. De verre kant met kraters heeft daarentegen vrijwel geen merriekenmerken op grote schaal. Waarom de twee kanten zo verschillend zijn, is een van de meest blijvende mysteries van de maan.
Nu hebben onderzoekers een nieuwe verklaring voor de tweezijdige maan – een die betrekking heeft op een gigantische inslag miljarden jaren geleden nabij de zuidpool van de maan.
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances toont aan dat de impact die het gigantische Zuidpool-Aitken (SPA) bekken van de maan vormde, een enorme warmtepluim zou hebben veroorzaakt die zich door het binnenste van de maan verspreidde. Die pluim zou bepaalde materialen – een reeks zeldzame aarde- en warmteproducerende elementen – naar de dichtstbijzijnde kant van de maan hebben gebracht. Die concentratie van elementen zou hebben bijgedragen aan het vulkanisme dat de nabijgelegen vulkanische vlaktes heeft gecreëerd.
“We weten dat grote impacts zoals die die SPA hebben gevormd, veel hitte zouden veroorzaken”, zegt Matt Jones, een Ph.D. kandidaat aan de Brown University en de hoofdauteur van de studie. “De vraag is hoe die warmte de inwendige dynamiek van de maan beïnvloedt. Wat we laten zien is dat onder alle aannemelijke omstandigheden op het moment dat SPA zich vormde, het uiteindelijk deze warmteproducerende elementen aan de nabije kant concentreert. We verwachten dat dit heeft bijgedragen aan de mantel smelten die de lavastromen produceerde die we aan de oppervlakte zien.”
De studie was een samenwerking tussen Jones en zijn adviseur Alexander Evans, een assistent-professor bij Brown, samen met onderzoekers van Purdue University, het Lunar and Planetary Science Laboratory in Arizona, Stanford University en NASA’s Jet Propulsion Laboratory.
De verschillen tussen de nabije en verre zijden van de maan werden voor het eerst onthuld in de jaren zestig door de Sovjet Luna-missies en het Amerikaanse Apollo-programma. Hoewel de verschillen in vulkanische afzettingen duidelijk te zien zijn, zouden toekomstige missies ook verschillen in de geochemische samenstelling aan het licht brengen. De nabije kant is de thuisbasis van een anomalie in de samenstelling die bekend staat als de Procellarum KREEP terrane (PKT) – een concentratie van kalium (K), zeldzame aardelementen (REE), fosfor (P), samen met warmteproducerende elementen zoals thorium. KREEP lijkt geconcentreerd te zijn in en rond Oceanus Procellarum, de grootste van de nabijgelegen vulkanische vlaktes, maar is elders op de maan schaars.
Sommige wetenschappers vermoeden een verband tussen de PKT en de lavastromen aan de dichtstbijzijnde kant, maar de vraag waarom die reeks elementen aan de dichtstbijzijnde kant was geconcentreerd, bleef. Deze nieuwe studie biedt een verklaring die verband houdt met het Zuidpool-Aitken-bekken, de op één na grootste bekende inslagkrater in het zonnestelsel.
Voor het onderzoek voerden de onderzoekers computersimulaties uit van hoe warmte gegenereerd door een gigantische impact de convectiepatronen in het binnenste van de maan zou veranderen, en hoe dat KREEP-materiaal in de maanmantel zou kunnen herverdelen. Men denkt dat KREEP het laatste deel van de mantel voorstelt dat stolt na de vorming van de maan. Als zodanig vormde het waarschijnlijk de buitenste laag van de mantel, net onder de maankorst. Modellen van het maaninterieur suggereren dat het min of meer gelijkmatig onder het oppervlak zou moeten zijn verdeeld. Maar dit nieuwe model laat zien dat de uniforme verdeling zou worden verstoord door de warmtepluim van de SPA-impact.
Volgens het model zou het KREEP-materiaal als een surfer op de warmtegolf hebben gereden die uit de SPA-impactzone komt. Terwijl de warmtepluim zich onder de maankorst verspreidde, werd dat materiaal uiteindelijk massaal aan de dichtstbijzijnde kant afgeleverd. Het team voerde simulaties uit voor een aantal verschillende impactscenario’s, van een dodelijke klap tot een rake klap. Terwijl elk verschillende warmtepatronen produceerde en KREEP in verschillende mate mobiliseerde, creëerden ze allemaal KREEP-concentraties aan de dichtstbijzijnde kant, consistent met de PKT-anomalie.
De onderzoekers zeggen dat het werk een geloofwaardige verklaring biedt voor een van de meest blijvende mysteries van de maan.
“Hoe de PKT is gevormd, is misschien wel de belangrijkste open vraag in de maanwetenschap,” zei Jones. “En de impact op de Zuidpool-Aitken is een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van de maan. Dit werk brengt die twee dingen samen en ik denk dat onze resultaten echt opwindend zijn.”
Verhaalbron:
Materialen geleverd door Brown University. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Nieuw onderzoek laat zien hoe de impact die de Zuidpool van de Maan — het Aitken-bekken creëerde, verband houdt met het sterke contrast in compositie en uiterlijk tussen de twee zijden van de Maan.
Datum van publicatie: 16 april 2022
Bron: Wetenschap | Al het topnieuws — ScienceDaily